Luweng Ombo berada di Desa Kalak, Kecamatan Donorojo, Kabupaten Pacitan, Provinsi Jawa Timur. Gua berdiameter 50 meter ini mempunyai kedalaman sekitar 65 meter dari permukaan tanah setempat. Di dasarnya terdapat lorong mendatar yang miring, ditempati oleh sungai bawah tanah. Sungai ini berakhir pada sump. Ke arah downstream, penelusuran melewati deretan gurdam besar dan sungai bawah tanah yang mempunyai jeram dan air terjun.

Total panjang lorong gua mencapai 1.112 meter. Luweng Ombo berkembang dari dolina yang mengalami peruntuhan dan pelarutan. Penampang tegaknya mirip botol, yaitu melebar ke bawah. Peruntuhan ditunjukkan oleh banyaknya bongkahan batu berukuran besar di dasar gua. Proses karsifikasi yang melibatkan batu gamping formasi Wonosari dimulai sejak jutaan tahun lalu.