Speleologija je skup aktivnosti kojima je glavni cilj istraživanje podzemnih krških fenomena: špilja, jama, ponora, kaverni i drugih.
Riječ speleologija potječe od starogrčkih riječi spelaion, što znači prirodna podzemna šupljina, i logos, što znači znanost. Prema tome, doslovni prijevod riječi speleologija je znanost o podzemnim šupljinama.
Primarni je cilj speleološkog istraživanja izrada speleološkog nacrta na temelju mjerenja dimenzija špiljskih kanala i njihova pružanja i dokumentiranje opaženih geoloških, morfoloških, hidroloških i drugih svojstava. Složenost špilja i jama zahtijeva posebne tehnike i obučene timove speleologa, tako da se aktivnost speleologa u dubokim jamama i složenim špiljama može opisati kao vrsta podzemnog alpinizma. U tom smislu dio speleoloških aktivnosti može se, poput alpinizma, smatrati sportskom djelatnošću a speleologiju promatrati kao sportsko-znanstvenu djelatnost. Da je speleologija sinteza sporta i znanosti prvi je u Hrvatskoj 1912. godine ustvrdio Umberto Girometta.
U speleološkim istraživanjima sudjeluju za to educirani speleolozi te stručnjaci i znanstvenici različitih profila, vezanih za proučavanje procesa speleogeneze, speleomorfologije, podzemne hidrologije krša, podzemne klimatologije i geofizike (geospeleologije) te biospeleologije, koja se bavi špiljskom faunom, izuzetno zanimljivom i bogatom endemskim svojtama zbog izoliranih uvjeta.
Prvi opis speleoloških objekata, prije razvoja moderne speleologije, dao je John Beaumont 1680. godine detaljno opisavši Mendipske špilje u Engleskoj.
Iako je izraz la spéléologie prvi upotrijebio Francuz Emile Riviér, ocem moderne speleologije smatra se njegov sunarodnjak Édouard-Alfred Martel. On je na geološkom kongresu u Besançonu 1893. godine tim izrazom prvi put protumačio istraživanje prirodnih podzemnih šupljina, špilja i jama. Speleologijom je nazvao sve djelatnosti vezane za istraživanje špilja i jama, prodiranje u njih, njihovo proučavanje i tumačenje, uz korištenje svih dostupnih znanstvenih i tehničkih dostignuća. Taj su izraz prihvatili svi sudionici kongresa pa se brzo proširio po cijelom svijetu.
Dragutin Hirc 1905. godine prvi je u Hrvatskoj upotrijebio izraz špiljarstvo, koji se od tada kontinuirano koristi. Izraz speleologija i njegove izvedenice u nas je prvi upotrijebio geolog Dragutin Gorjanović-Kramberger 1912. godine u Vjesniku geološkog povjerenstva za Hrvatsku i Sloveniju, u kojemu je objavio, kao njegov predsjednik, „Izvještaj speleološkog odbora za 1911. godinu“. U Hrvatskoj se i dalje koriste oba izraza jer označavaju istu djelatnost.
Najstariji zapis o nekoj špilji u Hrvatskoj nalazi se u crkvenom spisu iz 1096. godine u kojem se spominje Špilja u zaljevu Željina na otoku Ugljanu. Prva opisana špilja je Špilja Šipun u Cavtatu a opisao ju je dubrovački vlastelin Jakov Sorkočević 1580. godine kao Cavtatsku špilju.
Do kraja 19. stoljeća u Hrvatskoj su špilje i jame istraživali samo pojedinci. Prva sustavna istraživanja špilja i prvu speleološku ekspediciju organiziralo je Planinarsko-turističko društvo Liburnija iz Zadra, osnovano 1899. godine. Prva udruga u Hrvatskoj koju možemo smatrati speleološkom jest Odbor za uređenje špilje Samograd u Perušiću, osnovan 1886. godine. Danas u Hrvatskoj djeluje četrdesetak speleoloških udruga, neka pod okriljem Hrvatskog speleološkog saveza, neka pod okriljem Hrvatskog planinarskog saveza – Komisije za speleologiju.
Početkom speleoloških istraživanja područja rijeke Krke smatraju se istraživanja Mirka Maleza iz 1956. godine. Prva sustavna speleološka istraživanja na širem području Nacionalnog parka „Krka“ proveli su djelatnici Hrvatskog prirodoslovnog muzeja iz Zagreba i članovi Speleološkog odsjeka Hrvatskog planinarskog društva Željezničar iz Zagreba 1989./1990. godine. Uspješna suradnja s Javnom ustanovom „Nacionalni park Krka” nastavljena je pa je 1998. godine istraženo pet špilja izvorišta Miljacka. Speleološki odsjek Hrvatskog planinarskog kluba „Sveti Mihovil“ iz Šibenika speleološke objekte na širem području NP „Krka“ istraživao je 2005., 2007., 2009. i 2011. godine. Istraženo je više od sto speleoloških objekata, od toga šezdeset sedam u samome Parku. Kako bi javnosti približila ljepote podzemlja područja NP „Krka” i ukazala na potrebu njegova očuvanja, JU „NP Krka” izdala je Speleološki vodič Nacionalnog parka „Krka“ i monografiju Tajne podzemlja.