As cavidades vulcânicas, não sendo fenómenos geológicos muito comuns, encontram-se em locais do globo onde o magma ascende à superfície, como por exemplo nos Açores, Canárias, Islândia, Itália, Estados Unidos, Japão, Quénia e Coreia. O arquipélago dos Açores, dada a sua natureza vulcânica e a presença de escoadas lávicas basálticas, apresenta um diversificado património espeleológico. Podem considerar-se dois tipos principais de cavidades vulcânicas: as grutas ou tubos lávicos e os algares vulcânicos. Os tubos lávicos resultam do arrefecimento das zonas da escoada lávica em contacto com o ar e as formações envolventes (laterais e em profundidade), formando-se uma crosta mais ou menos endurecida, debaixo da qual continua a escorrer lava ainda quente e fluida. Posteriormente, devido a uma diminuição nas emissões a partir da boca eruptiva, há um abaixamento do nível de lava no interior do tubo, com a formação de um vazio sob a crosta superficial já solidificada. Quando a erupção vulcânica termina, fica formada a gruta ou tubo lávico, podendo, mais tarde, ocorrer abatimentos do tecto, com a formação de skylights ou clarabóias. Com o decorrer do tempo ocorre, ainda, a colonização dos campos lávicos por plantas, em especial junto às aberturas da gruta.

Esquema geral da formação dos tubos lávicos

Os algares vulcânicos são, na sua maioria, antigas condutas ou chaminés vulcânicas, mais ou menos verticais, que se esvaziaram na sequência do aparecimento de uma nova boca eruptiva, a cota mais baixa, ou da diminuição nas emissões a partir de profundidade, originando uma drenagem lateral e/ou em profundidade do magma e o esvaziamento parcial das condutas de alimentação do vulcão. No final da erupção, com o arrefecimento e solidificação das condutas, podem ocorrer colapsos das paredes do algar, com incremento das suas dimensões e formação de depósitos de gravidade (e.g. derrocadas) no chão do algar. À semelhança dos tubos lávicos, é frequente a colonização por plantas da abertura do algar e das escoadas lávicas recentes associadas.

Esquema geral de formação dos algares vulcânicos

Nos Açores, actualmente são conhecidas 271 cavidades vulcânicas distribuídas por todas as ilhas, com a excepção da ilha do Corvo.

Distribuição das cavidades vulcânicas do Arquipélago dos Açores

A ilha do Pico é a que apresenta o maior número de cavidades vulcânicas (129), com cerca de 48% do total, seguida pela ilha Terceira, com 26% das cavidades do arquipélago. Na ilha de S. Miguel são conhecidas, actualmente, 28 cavidades vulcânicas, que se localizam na sua grande maioria no Complexo Vulcânico dos Picos, uma região de vulcanismo fissural basáltico recente, que se desenvolve entre os vulcões das Sete Cidades e Fogo, sensivelmente entre as freguesias Capelas e Ribeira Grande (na costa Norte) e Ponta Delgada e Lagoa (na costa Sul). O sistema cavernícola da Gruta do Carvão é o maior conhecido na Ilha de S. Miguel e um dos mais notáveis do arquipélago dos Açores, desenvolvendo-se ao longo de cerca de 2500 m de extensão, desde a orla costeira da cidade de Ponta Delgada até à freguesia de Arrifes. Devido à sua localização, dimensões, variedade de estruturas geológicas presente e aos fenómenos vulcânicos associados, uma extensão de cerca 1950 m desta gruta, entre a Rua de Lisboa (em Ponta Delgada) e a Rua da Saúde (Arrifes) foi classificada como Monumento Natural Regional, pelo Decreto Legislativo Regional Nº4/2005/A, de 11 de Maio.