洞窟潜水'（どうくつせんすい）とは、専門的な潜水装備により洞窟（鍾乳洞や溶岩洞窟など）、泉（セノーテや地下水脈など）、地底湖で潜水することである。ケイビングやテクニカルダイビング（スクーバダイビング）の一種である。
トレーニング範囲内でのダイビングは、安全な洞窟潜水に不可欠である。トレーニングは、洞窟潜水に必要な技術を細分化して行われる。部分ごとのトレーニングは解放環境（海や湖など）で行われた後、暗所、洞窟と徐々に難易度の高い環境で行われる。各トレーニングを身につけた後に、複合したトレーニングに移っていく。近年の洞窟潜水の事故分析は、十分な解放環境下でのトレーニングをなされてない場合に起こると証明されたが、洞窟環境下においてもトラブル対処の経験を必要とされる。長年の洞窟潜水で様々な小さいトラブル対処を行うことは、より安全な洞窟潜水には必要とされる。
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日本では古くから洞窟信仰があり、主立った洞窟には神社が併設しており御神体として崇められている。洞窟に入るには、神主、所有者、管理企業、自治体、所轄官庁など多くの関係団体に許可を取る。一般のケイブダイバーが潜水可能なのは海中鍾乳洞のみになり、その中でも一部の海中鍾乳洞では自治体の管理の元でしか潜水出来ない。
国内では、ケイブダイビングを知らない人が忍野八海（1987年7月16日）、龍泉洞（1962年）、聖穴（1987年）、南大東島、与那国島、高知県、滋賀県などの洞窟で事故を起こしてきた。