在天门山1264米高的绝壁之上，生出一个南北洞穿的天然门洞，洞底至洞顶131.5米，宽37米，纵深30米。洞北面顶部边缘，有倒垂的龙头竹，它的根像龙头，树叶像凤尾，因此又叫凤尾竹。东侧是高约200多米的沟槽，有泉水从上面飘散，落下点点梅花雨。据说谁能张口接下48滴梅花雨，便可羽化成仙。天门洞口，经常能看到岩燕飞舞，山鹰盘旋。随着天气的变化，天门洞有时候吞云吐雾，有时候明朗似镜，构成循环往复、瞬息万变的气象景观。
那么，天门洞是怎样形成的呢?地质学家覃功炯先生认为是“漏斗”溶蚀作用的结果。他认为，天门洞东侧地形微向西倾，西侧地形微向东倾，向斜的核部正对天门洞道。东西两壁为两条走向320度左右节理所切，同时有一条走向40度的节理在天门洞处与其相交。洞顶的两处岩溶漏斗也对岩溶过程起了重要作用。雨水落下后，地表水顺地面斜坡向漏斗流动，一部分涌入土中的水，顺着地层的层间裂隙朝着向斜的核部汇集下流，长期不断的溶蚀过程使局部崩塌，最终使两组溶洞并为一体，形成了天门洞。
但是，也有人对此产生异议：天门洞照此理形成，为什么洞的底座是一块巨大的平台，这些岩石能平展展地“崩”出洞外吗?所以说，天门洞的形成至今还是未解之谜。
(天门山寺)天门山寺最早建于唐代，古称云钵庵、灵泉院、嵩梁堂，明代时，因择址不当而屡遭风摧又常遭水荒，才将天门山寺从东部山顶迁移至此。以前这里古木参天，浓荫蔽日。古寺门楣上刻有“天门仙山”四字，大门两边的对联是：“天外有天天不夜，山上无山山独尊”，传为李自成部将野拂撰书。进门为大佛殿后面有观音堂，两边六间平房，最后一栋是祖师殿，规模宏大。民间概括为“三进堂、六耳房，砖墙铁瓦锅如圹”。山寺原建筑十分讲究，飞檐翘角，雕龙画凤，并塑有佛道神像菩萨等。还有大鼓一面，千斤大钟一口，一座七级石塔和一个大化钱炉。据碑刻记载，自清乾隆至民国五年的163年间，天门山寺共修葺过七次，香火曾盛极一时，湘鄂川黔边境十多个县的信徒络绎不绝，都来这里进香拜佛。现天门山旅游股份有限公司正在大规模地修复天门山寺，昔日的繁华又将重现。