당처물 동굴은 제주시에서 1132번 국도를 따라 동쪽으로 약 27㎞쯤 떨어진 곳에 있다. 화산활동에 의해 땅에서 3㎞ 정도 아래에 형성된 용암동굴로 32만 년 전에 만들어진 것으로 추정된다. 동굴은 입구가 없어 노출되지 않아 동굴모습이 그대로 보존되어 있다. 당처물 동굴은 용암동굴이지만 동굴 위의 지표에 쌓인 조개모래의 석회성분에 의해 만들어진 2차 생성물이 석회동굴을 방불케 하고 있다. 고드름처럼 생긴 종유석과 땅에서 돌출되어 올라온 석순, 그리고 종유석과 석순이 만나 기둥을 이룬 석주 등 동굴생성물이 매우 아름답게 발달해 있으며, 특히 가늘고 긴 종유석과 기둥 모양의 석주가 동굴 전체에 걸쳐 크게 발달하였다. 당처물 동굴은 소규모의 동굴이지만 동굴 내 2차 생성물이 매우 다양하여 지질학적 학술가치가 크므로 천연기념물로 지정하여 보호하고 있다.
또한 동굴 생성물 등의 보호를 위해 공개 제한 지역으로 지정되어 있어 관리 및 학술 목적 등으로 출입하고자 할 때에는 국가유산청장의 허가를 받아 출입할 수 있다.