Ακριβώς πάνω από αυτό σχηματίζεται ένα αβαθές και ευρύστομο έγκοιλο, στο στόμιο του οποίου είναι κτισμένη η εκκλησία της Παναγίας της Αγιουγαλούσαινας, από όπου προήλθε και η ονομασία του χωριού. Ακόμη πιο ψηλά βρίσκεται ένα τρίτο σπήλαιο, πολύ λιγότερο γνωστό, το οποίο χρησιμοποιήθηκε ως καταφύγιο, κυρίως κατά τους μεσαιωνικούς και νεότερους χρόνους. Το σύμπλεγμα αυτό των τριών σπηλαίων σχηματίστηκε από τη διάβρωση του ασβεστόλιθου από τα νερά της βροχής, συνηθισμένο γεωλογικό φαινόμενο που καλείται «καρστικοποίηση».

Η ανασκαφική έρευνα που διενεργήθηκε στα δύο κατώτερα σπήλαια, το 1938 από τη Βρετανική Αρχαιολογική Σχολή και το 2004 από την Εφορεία Παλαιοανθρωπολογίας – Σπηλαιολογίας, έφερε στο φως σημαντικά στοιχεία για τη χρήση τους. Το μεγαλύτερο μέρος των ευρημάτων χρονολογείται από τη Μέση και Νεότερη Νεολιθική (6η και 5η χιλιετία π.Χ.). Στο μεσαίο σπήλαιο περιέχονταν επιπλέον και σποραδικά κατάλοιπα όλων των μεταγενέστερων περιόδων. Στα ευρήματα των νεολιθικών χρόνων συγκαταλέγονται χρηστικά πήλινα αγγεία, κυρίως φιάλες και πιθοειδή, λίθινα εργαλεία (μυλόλιθοι, τριπτήρες, αξίνες, σμίλες, πελέκεις, καθώς και λεπίδες από οψιανό και πυριτόλιθο), οστέινα εργαλεία (σουβλιά, βελόνες κ.α.), πήλινα και λίθινα ειδώλια καθώς και κοσμήματα από λίθο, οστά ή κοχύλια.

Άφθονα είναι επίσης τα διατροφικά κατάλοιπα, κυρίως οστά ζώων, ψαριών και κοχύλια. Τα οστά των ζώων ανήκουν τόσο σε εξημερωμένα είδη (αιγοπρόβατα) όσο και σε θηράματα. Αξιοσημείωτη είναι η ανεύρεση οστών από αρκούδες, λεοπαρδάλεις, αγριόχοιρους και ζαρκάδια, ζώα που έχουν εξαφανιστεί πλέον από το νησί. Η εκκλησία της Παναγίας Αγιογαλούσαινας στο στόμιο του μεσαίου σπηλαίου χρονολογείται στο 13ο – 14ο αιώνα και ανήκει στον τύπο του σταυροειδούς εγγεγραμμένου ναού με ψηλό τρούλο. Εδώ διατηρείται καλής ποιότητας ξυλόγλυπτο τέμπλο, του 1721. Προσκτίσματα γύρω από την εκκλησία μαρτυρούν τη λειτουργία της ως Μοναστηριού.

Στο εσωτερικό του ίδιου σπηλαίου αναπτύσσεται και μία δεύτερη εκκλησία, της Αγίας Άννας, στον ίδιο αρχιτεκτονικό τύπο με την προηγούμενη. Διατηρεί τις παλαιότερες πιθανόν τοιχογραφίες του νησιού, που μπορούν να χρονολογηθούν στον 11ο – 12ο αιώνα. Το κατώτερο σπήλαιο, στο οποίο περιηγείται ο επισκέπτης, είναι ένας ελικοειδής διάδρομος, μήκους 120 μέτρων, με σημαντικό λιθωματικό (σταλαγμιτικό) διάκοσμο. Σε πολλά σημεία διευρύνεται και σχηματίζει ευρύχωρες αίθουσες και θαλάμους.

Το σπήλαιο είναι ανοιχτό από τον Μάιο μέχρι και το τέλος του Σεπτέμβρη, κάθε Παρασκευή, Σάββατο και Κυριακή από τις 11:00 – 17:00. Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να επικοινωνήσετε με την ΕΝΑ Χίου στο τηλ. 2271044830.