La spéléologie (du grec ancien σπηλαιοv / spelaion « grotte » et λόγος / logos « discours, raison, parole » est l'activité qui consiste à rechercher, repérer, explorer, étudier, cartographier ou visiter les cavités souterraines, naturelles, puis à partager ses connaissances. Celui qui pratique ainsi est appelé un spéléologue.
La spéléologie est donc une activité à multiples facettes : scientifique, sportive, technique, contemplative. Elle se pratique principalement dans les régions karstiques. Cependant les spéléologues s'intéressent aussi aux cavités tectoniques, volcaniques (tunnels de lave), glaciaires et anthropiques (carrières souterraines, habitats troglodytes, souterrains…), qui sont qualifiées de « pseudo-karstiques ».
La spéléologie se pratique également en milieu aquatique. Lorsqu'il est totalement immergé, le spéléologue est alors appelé « spéléoplongeur » ou « spéléonaute ».
Il n'est pas indispensable de pénétrer sous terre pour apporter une contribution utile à la spéléologie, dans ses aspects scientifiques, sportifs, techniques ou associatifs.