Cette grotte est incluse dans un massif de calcaire givetien correspondant à la bordure méridionale du synclinorium de Dinant et situé en rive droite de la rivière Lomme (bassin de la Meuse), à environ 3 km de la confluence avec la Lesse. Elle fait partie d'un vaste réseau souterrain occupant le sous-sol d'un promontoire constitué principalement de calcaires givetiens. Ce réseau présente trois entrées distinctes dont les deux principales sont appelées respectivement le Trou du Faisan et le Trou du Maquis. Elles débouchent au pied des rochers sur le versant sud-ouest du coteau, à une trentaine de mètres au dessus de l'entrée de la grotte préhistorique du Trou de l'Ambre.
La grotte s'est formée en régime vadose, c'est à dire par percolation d'eau interstitielle, ce qui explique sa physionomie très complexe et capricieuse.Elle a pris place à la fois dans des bancs compacts de calcaire givetien et dans un banc de calcaire de Fromelennes plus friable, dans lequel se sont constituées les trois salles de la grotte, par érosion mécanique principalement. La cavité est subhorizontale et présente un développement d'environ 307 m. Néanmoins, suite à des recherches intensives de spéléologues menées dans les années 1990, un réseau inconnu fut mis à jour atteignant un développement de plus de 2800 m ! Ce réseau se présente comme un véritable labyrinthe constitué d'innombrables galeries, boyaux, puits et autres passages parfois très étroits, rendant la progression souvent difficile.
On trouve dans cette grotte (surtout dans le réseau mis a jour recemment) une remarquable diversité de cristallisations dont certaines sont très rares voire uniques ! Elle comporte également une grande quantité de formations karstiques comme des stalagmites, stalactites, draperies, chandelles, coulées, etc.
DUBOIS (2007) y signale du gypse de néoformation, "sur les parois où subsistent des vestiges de sédiments meubles de remplissage, souvent sous forme de cristaux aciculaires".
Le Trou du Faisan est situé sur le même versant que la grotte préhistorique de Wérimont (SGIB n° 1700) et apparaît tout aussi intéressant sur le plan biospéléologique.
Cette grotte héberge durant la période hivernale un peuplement remarquable de chauves-souris comprenant plusieurs espèces menacées en Région wallonne. Durant ces dernières années, les collaborateurs du groupe de travail Plecotus y ont ainsi recensé Myotis bechsteini, Myotis daubentoni, Myotis myotis, Myotis mystacinus/brandti, Myotis nattereri, Plecotus auritus, Rhinolophus ferrumequinum et Rhinolophus hipposideros.
La microfaune n'a pas encore fait l'objet d'études détaillées.