Chýnovská jeskyně se vytvořila v horninách pestré skupiny moldanubika. Hlavním nositelem krasovění jsou tzv. hrubozrnné krystalické vápence - mramory. Vrstva této horniny na Pacově hoře je maximálně 12 m mocná, přesto je rozsah podzemních prostor obdivuhodný. Délka dosud prozkoumaných částí systému již dosahuje téměř 1,5 km. Jednou ze zvláštností jeskyně je přítomnost některých nekrasových hornin, které tak omezují velikost a tvar podzemních prostor. Stropy z amfibolitu a erlánu jsou na turistické trase dobře patrné zejména ve Schwarzenberské chodbě.