La grotte est creusée sur 3 niveaux; seuls les niveaux médian et supérieur ont été fréquentés par les Paléolithiques. Le niveau supérieur ouvre au nord par une petite entrée. La galerie en forte pente descendante comprend de nombreuses formations stalagmitiques et présente un plan en "gamma". A l'angle, au niveau d'un carrefour, se trouvent des lignes de ponctuations noires. Au fond, au carrefour avec la galerie de jonction vers l'étage médian, se trouvent un bison, un élan et deux bouquetins noirs. La grotte inférieure est une vaste galerie (25 m de large, 140 m de long), divisée en plusieurs secteurs par des massifs stalagmitiques: la Salle I, le Passage des Grilles, Le Pavillon chinois, La Salle II et son Baldaquin, la Salle III, la zone des Crevasses, le Laminoir des Gours, le Diverticule des Oubliettes et le Camarin. Les manifestations pariétales sont de 2 types: les mains négatives et les gravures, auxquels s'ajoutent des taches de couleur noire et rouge, et une seule figure peinte (esquisse de cheval). Les mains, au nombre de 250, sont concentrées dans la zone antérieure (Salle I, Pavillon chinois et Sanctuaire des mains au fond de la Salle II). Elles sont noires ou rouges, rarement ocres, une seule est blanche. Elles sont exécutées au soufflé, ou parfois par tamponnage. Leurs formes incomplètes ont suscité diverses hypothèses sur l'existence de mutilations rituelles, maladies etc. Les gravures, réparties dans toutes les salles du niveau médian (145 au total) exploitent diverses techniques: tracés digitaux et empreintes (concentrés dans la zone des Crevasses et la Salle III), gravure fine, raclage, grattage. La concentration maximale de figures se trouve dans le Camarin, au fond de la grotte. De nombreuses figures animales se superposent (bovidés, mammouths, chevaux, bouquetins), associées à des signes et symboles féminins.

La stratigraphie figurative a été décomposée en 12 stades, regroupés en 3 phases. Les superpositions montrent une certaine évolution des thèmes, correspondant peut-être à des variations climatiques: dans l'ordre, bouf, bison, cheval, bouquetin, élan, mammouth. Les fouilles ont livré deux niveaux moustériens, un niveau aurignacien et un niveau périgordien à burins de Noailles. Ce dernier contenait des ouvres mobilières qui permettent de dater les figures pariétales de la seconde phase par analogie stylistique. Plus récemment, une date C14 réalisée sur des esquilles osseuses fichées dans le panneau des mains n° IV (salle I) confirment cette attribution gravettienne: 26860 + 460 (GifA92369), et permettent de dresser une analogie avec les mains gravettiennes de la grotte Cosquer, datées par AMS de 27110 + 390.