La grotta di Lamalunga si sviluppa all'interno di una collina che costituisce uno dei versanti di una lama denominata appunto Lamalunga. Collegata alla superficie esterna da un pozzo di circa 8 m allargato artificialmente, essa si apre con una cavità piuttosto ampia da cui origina un ramo che procede in direzione sud, ed un altro in direziono nord che a sua volta si articola in due rami paralleli. Gran parte di questa ampia cavità è occupata da un cono detritico costituito da materiale terroso e lapideo proveniente dall'esterno, e da frammenti di calcare distaccatisi dalla volta. In diversi punti dei suoi versanti esso è ricoperto da concrezioni calcitiche e formazioni stalagmitiche.

La volta di questo ambiente presenta vistose linee di frattura (zone attraverso cui penetra l'acqua) in corrispondenza delle quali si sono formate delle concrezioni stalattitiche che le mettono in particolare risalto

Verso il ramo nord della grotta, ai piedi del cono detritico, si apre una sala caratterizzata da un ambiente ampio rispetto al resto della grotta, denominato "cavernone". Esso è occupato da massi di varia dimensione ricoperti da fini concrezioni, nonché grandi strutture stalagmitiche che superano l'altezza di un metro. Queste sono variamente disseminate all'interno del cavernone conferendogli il tipico aspetto di grotta. La loro superficie è finemente concrezionata da strutture microcristalline.

La volta del cavernone, nella parte in corrispondenza con le stalagmiti non è concrezionata, se non in alcuni punti particolari dove si apprezzano sottili stalattiti tubolari denominate "capelli d'angelo", filiformi, sottili e fragili. In questo tipo di stalattiti, l'acqua di stillicidio scende dall'interno della stalattite (che è cava) iniziando la deposizione del calcare dall'esterno verso l'interno. La non concomitanza di formazioni stalattitiche in corrispondenza delle grandi formazioni stalagmitiche, può far supporre che nei tempi in cui la grotta era attiva, lo stillicidio doveva essere molto veloce tanto da favorire l'accrescimento sul pavimento che non sulla volta.

Al fondo del cavernone si accede ad un ramo nord parallelo a quello dell'Uomo di Altamura, mentre dal lato destro del cavernone, attraverso una strettoia ed il "corridoio degli animali" si giunge all'abside che custodisce i resti umani.