Jaskinia znajduje się na terenie Tatrzańskiego Parku Narodowego – dojście i zwiedzanie jest możliwe tylko po uzyskaniu zezwolenia Dyrekcji Parku. Do jaskini można dojść różnymi sposobami. Jednak ze względu na położenie jaskini w rezerwacie ścisłym (strefa ochrony biernej) podano drogę najłatwiejszą orientacyjnie i możliwie na krótkim odcinku przebiegającą poza znakowanymi szlakami turystycznymi. Wiedzie ona przez Kocioł Kamienne Zadnie, do którego można się dostać schodząc ze szlaku prowadzącego z Doliny Kościeliskiej na Ciemniak przez Adamicę. Przed Chudą Turnią, z Przełączki przy Kopie, kierujemy się na zachód na grzbiet oddzielający kocioł Kamiennego Przedniego od Kamiennego Zadniego, a stamtąd z Wysokiego Siodła u podnóża Wysokiej Turni schodzimy w kierunku południowo wschodnim na dno kotła. Przed nami, pomiędzy masywem Ku Turni a niewielką samotną turnią o nazwie Lodowiec, widoczna jest w dolnych partiach skał – tworzących tu wyraźny próg, czarna nyża z otworem jaskini. Idziemy do niego w górę, wzdłuż zazwyczaj suchego koryta potoku, kierując się na prawy (zachodni) stok wyodrębniającej się stąd turni kulminującej nad Kotłem. Gdy koryto potoku przechodzi w stromy żleb, a później wąską gardziel, skręcamy w lewo u podnóża skał do znajdującego się o kilkadziesiąt metrów stąd, niewidocznego otworu. Otwór widoczny jest dopiero z niewielkiej odległości. Dojście bez trudności, w zimie zagrożenie lawinowe. Zwiedzanie całej jaskini trudne, potrzebny sprzęt taternicki w tym czekan i raki.

Otwór ma kształt trójkąta o wysokości 1,7 m i podstawie 4,5 m. W okresie zimy zasypywany jest śniegiem, który po rekrystalizacji w firn utrzymuje się tu zwykle do jesieni. Ciasny otwór wejściowy wprowadza nas do obszernej komory o długości 62 m, maksymalnej szerokości do 11 m i wysokości do 10 m ponad poziom pokrywy lodowej. Jej dno podnosi się od otworu na wysokość 12 m. Komora założona jest na kontakcie szczelin międzyławicowych ze szczelinami pęknięć tektonicznych o przebiegu W–E. Upad warstw jest zmienny, generalnie wzrasta w głąb jaskini. Dno komory pokrywa w części wstępnej rumosz skalny powstający w wyniku wietrzenia ścian i stropu, dalej napotykamy na trwale utrzymującą się pokrywę lodową o grubości kilku metrów, z licznymi wtopionymi w lód głazami. Grubość pokrywy lodowej jest zmienna. Podane w dalszej części opisu inwentarzowego informacje na temat zalodzenia jaskini należy traktować orientacyjnie, gdyż odnoszą się one do średniego stanu obserwowanego w ciągu ostatnich kilku lat.

Wstępna część komory pozbawiona lodu nosi nazwę Koziej Koleby i związana jest ze stwierdzonym tu zimowaniem kozic (Zwoliński 1923). W tej części widać wyraźną zależność pomiędzy morfologią korytarza a upadem warstw – m.in. dzięki temu lewa (północna) część dna znajduje się wyżej niż prawa. Konsekwencją tego układu jest nieregularny przebieg linii zasięgu trwałego zalodzenia. W części północnej rumosz skalny dochodzi do 12 m od otworu, zaś w południowej lód przykrywa go już w odległości 4 m od otworu. Zasięg lodu nie wykazuje istotnych zmian zarówno w cyklu rocznym, jak i wieloletnim.

Około 12 m od otworu uformowany jest próg lodowy o wysokości od 1,5 m po stronie lewej do 4 m po stronie przeciwnej. Jego krawędź znajduje się około 6 m nad poziomem otworu. Nad progiem, po lewej stronie, przy ścianie sezonowo utrzymuje się okazała kolumna lodowa o wysokości przekraczającej cztery metry i średnicy do jednego metra. Tworzy się ona z wody wypływającej z niedostępnego kominka. W lecie i jesienią kolumna topi się, a u jej podstawy tworzą się oryginalne jeziorka i rynny wytopiskowe.

Partie za progiem lodowym zwane są Ślizgawką. Jest to najobszerniejsza część komory w górnym piętrze jaskini. Powierzchnia lodu jest tu prawie płaska, a jego grubość w prawej części komory dochodzi do 5 m. Pod koniec lata i jesienią powierzchnia lodu pokryta jest płaszczem wodnym. W lodzie tworzą się wtedy różne formy wytopiskowe. Na ścianie po lewej stronie woda wypływająca ze szczelin międzywarstwowych tworzy latem deszcz podziemny. W jesieni i na wiosnę tworzą się tu okazałe formy lodowe; stalaktyty, stalagmity, kolumny, draperie itp., które utrzymują się tu obecnie jedynie sezonowo.

W końcowej części Ślizgawki, przy prawej ścianie, koło charakterystycznego załamania korytarza (Ostroga, Zwoliński 1933), otwiera się niekiedy w jesieni zejście do tzw. Komory pod Lodem. Schodzimy do niej szczeliną pomiędzy skałą a lodem na głębokość około 4 m. Dno komory o długości 18 m pokrywają duże bloki skalne odpadłe od stropu. Wielkość i kształt Komory pod Lodem, która jest formą wytopiskową, może ulegać istotnym zmianom w zależności od poziomu lodu w jaskini i intensywności procesów jego degradacji. Od połowy lat 90. Komora pod Lodem bywa dostępna częściej, niż poprzednio. W styczniu 1993 r. długość dostępnych partii pod lodem oszacowano na 20–30 m (Rachlewicz 1996).

Po powrocie na Ślizgawkę kierujemy się do Wielkiego Korytarza. Dawniej Ślizgawkę i Wielki Korytarz rozdzielał III Próg Lodowy (Zwoliński 1923). Obecnie jego lokalizację można wiązać z nagromadzeniem bloków skalnych, które znajdują się przy ścianie po lewej stronie Ślizgawki. Koniec tego rumowiska znajduje się już w Wielkim Korytarzu. Tam też, u podstawy ściany, około 36 m od otworu znajduje się wejście do Nowego Korytarza, o długości 70 m, rozwiniętego na płaszczyźnie międzywarstwowej. Korytarz ten początkowo niski i ciasny rozszerza się później nawet do 6 m, zaś jego wysokość nigdzie nie przekracza 2 m. Generalnie biegnie on w kierunku N, wznosząc się zgodnie z upadem warstw do wysokości ok. +27 m powyżej otworu i kończy się niedostępnym zawaliskiem z wyczuwalnym przewiewem. W końcowej części występują nacieki grzybkowe.

Po powrocie do Wielkiego Korytarza pokonujemy kolejne spiętrzenie lodu, który na odcinku 10 m wznosi się o ponad 4 m i dochodzimy do komory końcowej. Lewa część komory, położona wyżej, znajduje się już ponad trwałą pokrywą lodową. Jej dno pokrywają duże bloki skalne. W górę wznosi się dość obszerny, kilkunastometrowej wysokości komin. Skała jest tu silnie zwietrzała i krucha. Wspinając się w górę, po 7 m osiągamy Platformę Stefana, pokrytą rumowiskiem. Tu komin rozdwaja się. Wprost w górę kontynuuje się ciasna i niedostępna szczelina prowadząca ku powierzchni, natomiast główny ciąg (zwany Kominem Tadeusza) prowadzi dalej w górę do wysokości +28 m względem otworu. Tu komin rozdwaja się. Jedno odgałęzienie prowadzi w górę, ku powierzchni, jest kruche i niedostępne. Drugie stanowi ciasny, zagruzowany korytarzyk, wiodący w kierunku nierozpoznanej szczeliny wznoszącej się znad Platformy Stefana. W okresie jesieni i na wiosnę napływają tędy do jaskini duże ilości wody zasilające pokrywę lodową. Sezonowo tworzą się tu okazałe lodospady, które do lat pięćdziesiątych utrzymywały się w kominach przez cały rok.

Wracając do komory końcowej, na jej końcu, po prawej jej stronie, znajdujemy przy ścianie szczelinę z silnym przewiewem, przez którą wiedzie droga do dolnego piętra jaskini. Szczelina pomiędzy skałą i lodem dostępna jest dla człowieka zwykle w jesieni, jednak bywa, że jest ona zablokowana lodem przez cały rok (ostatnio od wiosny 1987 do jesieni 1990 r.). Od połowy lat 90. ze względu na znaczny ubytek lodu zejście do dolnych partii było możliwe praktycznie w ciągu całego roku. Ciasną szczeliną pomiędzy skałą a lodem zjeżdżamy około 6 m osiągając Platformę Lodową. Z jej dna zjeżdżamy jeszcze około 20 m lodospadem, którego średnie nachylenie wynosi 40, do I Sali Lodowej o szerokości dochodzącej do 6 m. Jej dno zajmuje charakterystyczny, podłużny kopiec lodowy o długości około 7 m i szerokości do 2 m, na którym znajduje się zwykle kilka stalagmitów lodowych. Ze stropu znajdującego się tu około 10 m nad dnem zwieszają się okazałe stalaktyty lodowe. Po coraz mniej pochyłym lodospadzie przedostajemy się pod stosunkowo niskim sklepieniem do II Sali Lodowej (-10,5 m), zwanej też Wielkim Kominem, lub (ostatnio) Salą Owalną. Sala ta, o prawie okrągłym dnie i wymiarach 12 x 11 m, przechodzi w komin o wysokości blisko 30 m. U podstawy komina, po prawej stronie znajduje się okazały kopiec lodowy o średnicy ponad 3 m, zwieńczony stalaktytami. W lecie i jesienią jest on silnie modelowany przez wody roztopowe kapiące ze stropu. Nieco dalej, przy ścianie znajduje się drugi, mniejszy kopiec lodowy. Pokrywa lodowa w tej sali nie dochodzi do ścian, pod którymi głazy i zwietrzelina tworzą stożki nasypowe. Ściany w kominie są silnie zwietrzałe.

    W górnych partiach Wielkiego Komina znajdują się wyloty czterech korytarzy, a w stropie szczelina, która też może być wylotem korytarza. Dostęp do korytarzy bocznych w Wielkim Kominie jest bardzo trudny i niebezpieczny ze względu na kruszyznę ścian. Wymaga zastosowania technik specjalnych. Opis tych partii podano za Iwanejką (1991). W południowej ścianie na wysokości 15 m znajduje się platforma (Okno S), z której odchodzi w dół, pierwotnie całkowicie zagruzowany, meandrujący korytarzyk z przewiewem powietrza, zwany Ssakiem. Został on rozpoznany na długości około 20 m. Nieco wyżej, na prawo od Ssaka znajduje się krótki korytarz o eliptycznym przekroju, zwany Dziuplą. Ponad nim, 26 m nad dnem Wielkiego Komina znajduje się około 15 m szczelinowatych korytarzyków zwanych Matecznikiem (Okno W). Są one od góry przykryte zawaliskiem.

Okno Wschodnie – to wejście do prowadzącego ku północy Meandra Geografów długości 88 m. Korytarz ten, początkowo wąski, rozszerza się do 1–2 m, a jego maksymalna wysokość wynosi od 2–3 m. Po 20 m w dnie otwiera się 8-metrowej głębokości Cyprysowa Studzienka zakończona zagruzowanym po strop korytarzem. Za nią Meander Geografów kontynuuje się dalej i wznosi lekko pod górę, miejscami jest ciasny i niski. Doprowadza nas do Salki Ro-Ro, z której odchodzi w lewo krótki, zawalony korytarzyk. Natomiast główny ciąg zwęża się i ostro podnosi, przechodząc w stromą pochylnię zamkniętą od góry zamulonym syfonem 47 m nad dnem Wielkiego Komina. Dno korytarza jest pokryte grubą warstwą zwietrzeliny.

Jaskinia powstała w wapieniach malmo-neokomu (Wójcik 1969a) autochtonicznej serii wierchowej, na kontakcie szczelin międzyławicowych i tektonicznych o przebiegu W–E. Boczne odgałęzienia nawiązują do upadu warstw i założone są na pęknięciach o generalnym przebiegu N–S. Ze względu na trwałe zalodzenie osady nie zostały szczegółowo rozpoznane. W miejscach pozbawionych pokrywy lodowej znajduje się materiał autochtoniczny pochodzący z wietrzenia stropu i ścian. Wg Wójcika (1968) osadów allochtonicznych nie znaleziono, jednak w czasie prowadzenia przez niego badań nie były jeszcze znane partie nad Wielkim Kominem, gdzie w syfonie końcowym występują grube warstwy osadów.

W jaskini nie ma praktycznie szaty naciekowej. Jedynie w końcowych partiach Nowego Korytarza występują nacieki grzybkowe (Zwoliński 1933, Kowalski 1953). 

Geneza i wiek jaskini nie są w pełni rozpoznane. Wrzosek (1933) wiązał jej powstanie z uławiceniem skał. Zwoliński (1955a) sądził, że jest to jedynie część, być może już zawalonego systemu, który w przeszłości odwadniał znaczną część Ciemniaka. Wójcik (1960a) początkowo uważał ją za jaskinię wywierzyskową i zaliczył do VI poziomu jaskiniowego wytworzonego w starszym lub środkowym pliocenie. Później uznał, że Nowy Korytarz należy do VIII piętra jaskiniowego wytworzonego w wyższej części dolnego pliocenu (Wójcik 1966a), a w roku 1968 stwierdził, że: wieku jaskini nie można określić z powodu braku osadów. Ostatnio przyjmuje się, że jaskinia powstała na kontakcie skał krasowych i niekrasowych. Agresywne wody spływające z czapki krystalicznej w szczeliny strefy uskokowej (przecinające skały krystaliczne i osadowe) wytworzyły pionowe odcinki jaskini (Wójcik 1978, Głazek i in. 1979). Nowe światło na genezę jaskini może przynieść zbadanie nowo odkrytych partii w górnej części Wielkiego Komina.

Jaskinia jest wilgotna. Wody opadowe i roztopowe przenikają do jaskini zarówno kominami jak i szczelinami międzyławicowymi i tektonicznymi. W lecie tworzy ona miejscami deszcz podziemny, a w Nowym Korytarzu, którego ściany noszą wyraźne ślady przepływu wody, Kowalski (1953a) obserwował niewielki okresowy przepływ wody.

Dzięki specyficznym warunkom morfologicznym, zapewniającym wytworzenie w jaskini odpowiednich warunków mikroklimatycznych, woda dopływająca do niej w jesieni i na wiosnę zamarza, tworząc rozmaite formy lodowe. Niektóre z nich utrzymują się w niej przez cały rok i dzięki temu jaskinia jest zaliczana do lodowych. Jest to największa i najciekawsza jaskinia lodowa w Tatrach, w której kubatura przechowywanego lodu szacowana była na około 1500 m3 (Gradziński, Wójcik 1961). W partiach przyotworowych w okresie zimy gromadzą się duże ilości śniegu, który potem, po rekrystalizacji w firn i lód utrzymuje się niekiedy do następnej zimy. W głębi spotykamy rozmaite formy lodowe. Na ścianach tworzy się sezonowo polewa lodowa, na której, zwłaszcza w partiach przyotworowych rozwijają się pod koniec zimy sublimacyjne kryształy lodowe. Są to formy nietrwałe, utrzymujące się w jaskini bardzo krótko. W głębi, w rejonie Ślizgawki, na ścianie i na stropie w okresie jesieni i na wiosnę tworzą się okazałe draperie lodowe i stalaktyty, a na powierzchni pokrywy lodowej stalagmity. W kominie górnego piętra powstaje okazały lodospad. Jeszcze w latach dwudziestych formy te utrzymywały się w jaskini przez cały rok. W ostatnich dziesięcioleciach utrzymują się jedynie sezonowo. W dolnych komorach okazałe stalaktyty, stalagmity i polewa lodowa na ścianach w I i II Sali Lodowej utrzymują się jeszcze zwykle przez cały rok, chociaż w jesieni są już mocno nadtopione. Podstawową formą lodową utrzymującą się w jaskini przez cały rok jest zalegająca na dnie pokrywa lodowa (lód pokrywowy, lód denny, skorupa lodowa). Zajmuje w niej ona znaczną część górnego piętra i dolne komory. Tworzy się ona z wody napływającej kominami i szczelinami w jesieni, a zwłaszcza na wiosnę. W okresie lata ulega częściowemu nadtapianiu. Miąższość pokrywy lodowej jest zmienna i waha się od kilkunastu centymetrów w partiach przyotworowych do blisko 5 m na Ślizgawce. W górnej komorze jest ona generalnie grubsza przy ścianie prawej (związane jest to z upadem warstw tworzących dno komory). W szczelinie prowadzącej do dolnych komór grubość lodu określono na 5,7 m, a na dnie Wielkiego Komina na 2,8 m (Rygielski i in. 1988, Rygielski i in. 1995). Pokrywa lodowa wykazuje wyraźne warstwowanie, które jest rezultatem rocznego cyklu przyrostu i ablacji lodu. W 1986 roku było tych warstw 337 (Rygielski i in. 1988, Rygielski i in. 1995). Warstwy letnie mają grubość od 0,1 do 2,0 cm, a zimowe do 12,5 cm. Warstwy zimowe zawierają domieszki materiału mineralnego w ilości od 0, 895 do 0,689 g/cm3 i wartość ta maleje ku spągowi. W lodzie wtopione są liczne kamienie wykazujące uporządkowanie (ich dłuższe osie są zgodne z osią korytarza). W 1986 roku pH wody z pokrywy lodowej wynosiło od 6,5 do 7,0 (Rygielski i in. 1988). Na temat ewentualnego ruchu (płynięcia) pokrywy lodowej w kierunku otworu nie można się jednoznacznie wypowiedzieć. Gadomski (1923 i później) twierdził, że jest to miniaturowy lodowiec ukryty w głębi jaskini wykazujący ruch. Podobnie sądził i Zwoliński. Natomiast Kowalski (1953a) twierdzi, że lód ten nie wykazuje ruchu. W świetle badań i obserwacji przeprowadzonych w latach 1986–1989 wydaje się, że niewielki ruch postępowy lodu jest możliwy (Rygielski i in. 1995, Rygielski, Siarzewski 1996). Pokrywa lodowa wykazuje znaczne wahania miąższości zarówno w cyklu rocznym, jak i wieloletnim. Generalnie, od chwili odkrycia obserwowany jest znaczny ubytek masy lodowej. Dokumentują to zarówno kolejne plany jaskini opracowane przez Zwolińskich (1923, 1933, 1951, 1953, 1962), jak też i nowe pomiary wykonane w 1986 roku (Rygielski, Wieliczko 1988, Siarzewski 1994a). Od czasu pierwszych pomiarów morfologia pokrywy lodowej i jej miąższość uległa daleko idącym przekształceniom. W rejonie czoła pokrywy ubyło około trzy metry lodu i zniknął I Próg Lodowy. W rejonie Ślizgawki ubyło około dwa metry lodu, zaś dalej stopił się sześciometrowej wysokości III Próg Lodowy. Za nim ubyło ponad trzy i pół metra lodu. Nieco mniejszy ubytek pokrywy lodowej zanotowano w dolnych komorach, ale i tu wynosi on blisko dwa metry. W 1994 roku w wyniku wyjątkowo ciepłego lata nastąpił bardzo wyraźny ubytek pokrywy lodowej w całej jaskini. W latach 1996–2002 obserwowano parokrotnie próby zatykania otworu wejściowego do jaskini na okres zimy folią lub innymi materiałami izolacyjnymi. Celem tych zabiegów miało być ograniczenie lub zatrzymanie zimowej cyrkulacji powietrza w jaskini prowadzące do wytopienie lodu trwale zalegającego jej wnętrzu. W podobny sposób zabezpieczano także zejście do dolnych partii jaskini. Te nieodpowiedzialne próby podejmowane przez eksploratorów jaskiń prowadziły do dalszej, znaczącej degradacji lodu utrzymującego się trwale w jaskini (Siarzewski 1996a, 1996b, 2002a).

Geneza lodu w jaskini była przedmiotem wielu publikacji po roku 1923. Ich autorzy starali się wyjaśnić warunki tworzenia i utrzymywania się lodu w jaskini w oparciu o popularną w tym okresie teorię istnienia jaskiń lodowych opracowaną przez Balcha. W teorii tej najistotniejszą rolę odgrywał profil morfologiczny jaskini (jaskinie opadające od otworu w głąb masywu, tzw. jaskinie statycznie zimne). Jednak ani warunki morfologiczne tej jaskini, ani obserwowana silna cyrkulacja powietrza nie pasowały do teorii Balcha. Stąd też przyczyn utrzymywania się w jaskini lodu doszukiwano się przede wszystkim w niskiej temperaturze jej wnętrza. Niska temperatura powietrza w jaskini miała wynikać z jej wysokiego położenia nad poziom morza i silnej cyrkulacji powietrza powodującej wychłodzenie wnętrza (Gadomski 1923, 1923a, 1924, 1926, Goetel 1925, Wrzosek 1933, Zwoliński 1933). Kowalski (1953a) wiązał wychłodzenie jaskini z obecnością w niej lodu. W pracy tej opisał też roczny cykl rozwoju i degradacji szaty lodowej w nawiązaniu do sytuacji atmosferycznej na powierzchni. Gradziński i Wójcik (1961) uważali, że tworzenie i utrzymywanie się lodu należy wiązać z morfologią jaskini i związaną z nią cyrkulacją powietrza, a także obecnością wody. Również obecnie te trzy elementy uznano za najistotniejsze warunki dla powstawania i utrzymywania się lodu w jaskini (Siarzewski 1994). Jej specyficzne warunki morfologiczne to stosunkowo ciasny otwór wejściowy, za którym znajduje się obszerna komora, w której gromadzi się lód, a w końcowych partiach znajdują się kominy i szczeliny kontaktujące wnętrze jaskini z powierzchnią. Taka morfologia jaskini zapewnia cyrkulację powietrza sprzyjającą tworzeniu i utrzymywaniu się w niej form lodowych powstających tu z dostatecznie dużej ilości napływającej z powierzchni wody. W trakcie późniejszych badań nad termiką i cyrkulacją powietrza w jaskini stwierdzono, że cyrkulacja zimowa rozpoczyna się w październiku. Wtedy do jaskini napływa powietrze o temperaturze ujemnej, a ciepłe uchodzi na zewnątrz lub oziębia się przez dyfuzję. Decydującą rolę w zachowaniu silnej cyrkulacji zimowej odgrywa obecność w części końcowej górnego i dolnego piętra kominów, które poprzez spękania skały utrzymują wymianę powietrza z atmosferą zewnętrzną. W okresie od marca do czerwca nie stwierdzono wyraźnego ruchu powietrza. Wnętrze jaskini jest wtedy silnie wymrożone, a otwór wejściowy częściowo zasypany śniegiem. Długość tego okresu – czasu stagnacji, wpływa w istotny sposób na możliwość trwałego zachowania się lodu. Pod koniec czerwca lub w lipcu rozpoczyna się cyrkulacja letnia. Poprzez spękania i kominy do jaskini napływa ciepłe powietrze. Jego napływ otworem wejściowym jest utrudniony wskutek przeciwstawnej tendencji cyrkulacji powietrza. W otworze topi się wtedy śnieg i to zarówno od strony powierzchni, jak i wewnątrz jaskini. Pod koniec sierpnia temperatura powietrza w górnym piętrze jaskini jest dodatnia, a 10 cm nad lodem wynosiła od 0,6–0,8°C. Nad pokrywą lodową utrzymuje się wtedy warstwa zimniejszego powietrza zwalniająca proces jej topnienia. Ponadto, z dolnych sal lodowych, które stanowią duży rezerwuar zimnego powietrza, następuje jego przepływ do górnego piętra jaskini, co powoduje dodatkowe opóźnienie topnienia lodu. Wąski otwór łączący oba piętra skutecznie zapobiega szybkiej ucieczce zimnego powietrza. Sytuacja ta ulega komplikacji w przypadku zatkania tego otworu korkiem lodowym. Wtedy obserwowana jest szybsza degradacja lodu w górnym piętrze jaskini, ale też i większy jego przyrost na wiosnę w komorze końcowej (Rygielski, Siarzewski, Wieliczko, w druku) Wiek pokrywy lodowej w jaskini jest trudny do jednoznacznego określenia. Zwoliński (1953) naliczył w pokrywie lodowej blisko 400 warstewek, które wiązał z rocznym przyrostem lodu. Wójcik (1968) wiązał jej powstanie z młodszym holocenem, po optimum klimatycznym. Po kompleksowych badaniach pokrywy lodowej w 1986 można sądzić, że akumulacja lodu w jaskini rozpoczęła się nie później niż w początkach tak zwanej małej epoki lodowej pod koniec XVI wieku, a być może i wcześniej, już w czasie ochłodzenia klimatu Europy na początku XIV wieku (Siarzewski 1994, Rygielski i in. 1995, Rygielski, Siarzewski 1996, Siarzewski 1996b). Natomiast przyczyn znacznego ubytku lodu w jaskini można upatrywać w nałożeniu się na siebie dwu zjawisk: nadmiernej penetracji jaskini po roku 1922, zwłaszcza w okresach stagnacji cyrkulacji powietrza na wiosnę, a także ocieplania się klimatu związanego z zakończeniem się małej epoki lodowej datowanym na lata osiemdziesiąte XIX wieku (Siarzewski 1994, 1996a, 1996b, 2002a) .

Mikroklimat jaskini charakteryzujący się znacznymi dobowymi i sezonowymi wahaniami temperatury oraz silnym przepływem powietrza o różnej cyrkulacji latem i zimą pozwala ją zaliczyć do jaskiń o mikroklimacie dynamicznym – wg klasyfikacji Puliny (Pulinowa, Pulina 1972, Siarzewski 1994, 1996b). Formy lodowe tworzą się i utrzymują jedynie w jaskiniach o mikroklimacie dynamicznym, w tzw. podstrefie zimnej, której zasięg określa izoterma 0°C. Pomiary temperatury w jaskini rozpoczęli Zwolińscy w sezonie zimowym 1923/24. Termometr minimalny pozostawiony w jaskini w Wielkim Korytarzu wskazał temperaturę –17,7°C (Kwaśniewski 1924). Zwolińscy już w 1923 roku zauważyli szczelinę z przewiewem, która po latach doprowadziła ich do dolnych komór. W październiku 1950 roku w dolnej komorze Zwoliński (1951a) zanotował temperaturę 1,6°C. W okresie od lipca 1951 do lipca 1952 badania mikroklimatyczne prowadził Kowalski (1953, 1955). Mierzył on temperatury maksymalne i minimalne, wilgotność, a także obserwował cyrkulację powietrza. Na ich podstawie stwierdził, że w Nowym Korytarzu średnia temperatura wynosiła 2,6°C, przy wahaniach od –0,1 do 3,6°C, zaś w Wielkim Korytarzu w okresie od października do lipca utrzymywała się temperatura poniżej zera (minimalna –2,0°C), a w pozostałych miesiącach wahała się w przedziale od 0 do 1°C. W latach 1986–1989 geografowie poznańscy prowadzili w jaskini pomiary i obserwacje mikroklimatyczne mające na celu poznanie reżimu termiczno-cyrkulacyjnego jaskini. Między innymi 8 września 1986 zmierzono przebieg dziennej temperatury w profilu podłużnym jaskini, notując wahania temperatury w górnym piętrze jaskini o wartości od 0,4°C w komorze końcowej do blisko 2°C w partiach przyotworowych. Temperatura w górnym piętrze powyżej zera, w dolnym poniżej zera i nie stwierdzono wahań temperatury w ciągu doby. Wykonano też kilka profili termiczno - cyrkulacyjne: zimowy z dnia 7 lutego 1987 o godz. 15 – temperatura w całej jaskini poniżej –3°C (minimalna przy otworze –4,6°C), oraz letnie z 8 września 1986 r. o godz. 17 – temperatura w górnym piętrze > 0°C, w dolnym < 0°C (maksymalna przy otworze 6°C) i 22 sierpnia 1987 r. o godz. 13 – temperatura w górnym piętrze > 0°C (dolne partie niedostępne) (Rygielski i in. 1995, Rygielski, Siarzewski 1996, Siarzewski 1996b).

Światło, dzięki rozproszeniu w lodzie, sięga w praktyce do końca Wielkiej Komory. W pobliżu otworu występuje bogaty zespół mszaków, dotychczas nie badany. W jaskini stwierdzono występowanie bakterii Bacillus sp. i pierwotniaków: Bodo minimus Klebs, Bodo saltanus Ehrenberg, Vahlkampfia guttula Dujardin i Trinema lineare Penard (Chardez, Delhez 1981).

Fauna w jaskini była systematycznie badana przez K. Kowalskiego w okresie od lipca 1951 do lipca 1952 roku. W ich wyniku autor rozpoznał w Wielkim Korytarzu bogaty zespół owadów trogloksenicznych, a w Nowym Korytarzu owady bezskrzydłe, muchy, chrząszcze i kosarze. W pracy z 1955 roku Kowalski podaje z jaskini następujących przedstawicieli fauny: kosarze (Opiliones) – Ischyropsalis milleri Kratochvil; skoczogonki (Collembola) – Onychiurus armatus Tullberg i Onychiurus fimetarius (auct.) Stach; chrząszcze Coleoptera – Nebria tatrica Miller (endemit tatrzański) i Omalium excavatum Stephens; motyle (Lepidoptera) – Triphosa dubitata L. i Stenophylax permistus Mc Lachlan; muchówki (Diptera) – Eccoptomera emarginata Loew., Amoebaleria caesia (Meigen), Amoebaleria spectabilis (Loew.) i Crumomyia (Stratioborbus) nitida Meigen; nietoperze (Chiroptera) – nocek wąsatek Myotis mystacinus (Leisler). W 1992 roku obserwowano w jaskini mroczka posrebrzonego Vespertilio murinus Nilsson (Jagielska, Strzelczyk 1993). Ponadto spośród znalezionych we wrześniu 1991 roku w Meandrze Geografów szczątkach kostnych oznaczono czaszki nietoperzy: nocek wąsatek Myotis mystacinus (Kuhl.), nocek brandta Myotis brandtii (Eversmann), mroczek pozłocisty Eptesicus nilssonii (Keyserling et Blasius) - nowe stanowisko, gacek wielkouch Plecotus auritus (L. ) – nowe stanowisko, mopek Barbastella barbastellus (Schreber) - nowe stanowisko, a także czaszkę kuny leśnej Martes martes L. (Nowosad, Jagielska, Strzelczyk 1992). W latach 1997-2001 w czasie kontroli hibernujących w jaskini nietoperzy stwierdzono zimowanie 3–6 osobników mroczka pozłocistego Eptesicus nilssonii (Piksa, Nowak 2002), zimowały także pojedyncze egzemplarze nocka wąsatka i nocka brandta Myotis mystacinus i Myotis brandtii oraz pojedyncze egzemplarze nieoznaczonego gatunku. W badanym okresie stwierdzono zimowanie 8 nietoperzy w 1997 roku. Dawniej w partiach przyotworowych jaskini znajdowano też ślady zimowania kozic (Zwoliński 1923, Kowalski 1953, 1955).

Jaskinia Lodowa w Ciemniaku była obiektem badań prowadzonych z różnych dziedzin nauk przyrodniczych. Osady jaskini badał Wójcik (1960a,b, 1966a, 1968, 1969a), szatą naciekową zajmowali się Gradziński i Wójcik (1961a). O genezie jaskini wypowiadali się Wrzosek (1933), Gradziński (1951), Zwoliński (1955a, 1961), Wójcik (1960a, 1966a, 1968, 1978c), Rudnicki (1967), Głazek i in. (1979), a geologią jaskini zajmowali się Rygielski i in. (1988). Badania mikroklimatyczne prowadzili Zwoliński (1924), Kowalski (1953a, 1955a), Pulinowa i Pulina (1972), Siarzewski (1994, 1996, b), Rygielski i in. (1995), Rygielski, Siarzewski (1996). Materiały archiwalne dotyczące pomiarów mikroklimatycznych znajdują się w Tatrzańskim Parku Narodowym (Sprutta i Raźniecki 1988), (Robotowska 2002). Zagadnieniami dynamiki i genezy lodu w jaskini zajmowali się Zwoliński (1923), Chrobak (1925), Gadomski (1925, 1926), Goetel (1925), Wrzosek (1933), Gradziński i Wójcik (1961a), Berezowski (1953), Zwoliński (1953c, 1955a, 1961), Kowalski (1955a,b), Rudnicki (1961), Wójcik (1969a), Pulina (1971), Pulinowa i Pulina (1972), Rygielski i in. (1988, 1995) Siarzewski (1994, 1996, b), Rygielski, Siarzewski (1996). Faunę jaskini opisali Kowalski (1951, 1953b, 1955a,b), Wołoszyn (1970), Nowosad i in. (1992), Jagielska, Strzelczyk (1993), Rydell, Bogdanowicz (1997), Piksa, Nowak (2000, 2001, 2002). Wyniki zimowych spisów nietoperzy w jaskini znajdują się w Tatrzańskim Parku Narodowym (Piksa 1997-2001), (Nowak 2008). O walorach naukowych jaskini i potrzebie jej ochrony pisali Kreutz (1932), Gradziński (1951), Kowalski (1951), Zwoliński (1951a), Siarzewski (1994, 1996a, 1999, 2002a). W 1999 roku wykonano ocenę stopnia przemian antropogenicznych w jaskini dla potrzeb TPN (Grodziski, Rycielski, Siarzewski 1999).Badania koncentracji ołowiu w lodzie zalegającym jaskinię prowadził Jaworowski (1966, 1968), a Chardez i Delhez (1981) badali pierwotniaki i bakterie. O stanie naukowego poznania jaskini i perspektywach badań pisał Głazek (1996), a o dziejach jej poznania i eksploracji Siarzewski (2002).

Jaskinia była znana od dawna góralom, zwłaszcza pasterzom i myśliwym. Pierwsza publikowana o niej informacja pochodziła od nich i znalazła się w pracy G. Ossowskiego (1883). W przypisie dotyczącym Jaskini Zimnej (Duda) Ossowski pisał m.in.: "Upewniano mnie jednakże, że właściwa grota lodowa jest zupełnie inna i znajduje się w wąwozie zwanym Kraków". Z turystów do jaskini jako pierwszy dotarł zapewne J. G. Pawlikowski z przewodnikiem M. Sieczką w 1885 roku. Byli tu ponownie, prawdopodobnie w następnym roku. Poznali wstępną część komory i początek lodospadu: prawie 10 m wysoki a mający na wierzchu zapewne około 6 m szerokości w głąb. Na powierzchni lodu znajdował się stawek, w którym: zanurzone toporzysko ciupagi natychmiast obmarzało. Podczas drugiego pobytu w jaskini stawku już nie było, bo woda spłynęła szczelinami w lodzie. Ogłoszony przez Pawlikowskiego (1887) opis jaskini wzbudził spore zainteresowanie wśród turystów i naukowców, jednak drogi do niej prawdopodobnie nie umiano odnaleźć przez wiele lat. Do 1922 roku znajdujemy w literaturze jedynie dwie wzmianki o jej istnieniu. W pierwszej z nich (Radzikowski S. E. 1896) wymienia ją pod nazwą Lodowa Jaskinia pod Czerwonym Wierchem, natomiast J. Chmielowski (1907) w swoim przewodniku po Tatrach podaje o niej informację zaczerpniętą z pracy Pawlikowskiego. Drogę do jaskini znaleźli w sierpniu 1922 roku S. i T. Zwolińscy, a później w dwu wyprawach w dniach 17 września i 29 października poznali i splanowali górną część jaskini – komorę i komin znajdujący się na jej końcu. Informację o odnalezieniu jaskini podała najpierw prasa zakopiańska (Zebranie członków PTT 1922,[Zborowski, Stecki 1922]), a wyniki eksploracji podsumował T. Zwoliński (1923). Od 1923 roku jaskinia była dość często odwiedzana przez turystów i naukowców. 6 sierpnia 1933 roku przy bardzo niskim poziomie lodu S. Zwoliński z towarzyszami odkrył Nowy Korytarz, pozbawiony trwałego zalodzenia, a 31 sierpnia tegoż roku spenetrował Komorę pod Lodem (Zwoliński 1933, 1993). Podczas kolejnego, znacznego ubytku masy lodowej w jaskini w październiku 1950 roku S. Zwoliński z towarzyszami spenetrowali dolne komory jaskini, dostając się do nich ciasnym przełazem na końcu Wielkiego Korytarza - w miejscu gdzie istniał „przewiew” stwierdzony już w latach dwudziestych (Ciekawe badania. . . 1950, Zwoliński 1951a, 1951b, 1953, 1961, 1987). Na początku lat pięćdziesiątych do jaskini wniesiono maszt, który jak wynika z literatury nie był wykorzystany podczas eksploracji, a służył jedynie do celów szkoleniowych i fotograficznych (Burchard 1957). W jesieni 1990 roku eksplorację Wielkiego Komina rozpoczęli grotołazi poznańscy. W trakcie biwaku w dniach 31 październik – 2 listopad 1990 r. A. Pistkowski i O. Iwanejko osiągnęli Okno S (Ssak) i Okno W – eksplorowano Matecznika oraz wypatrzono Okno w Stropie i Okno Wschodnie. W dniach 7–9 listopada 1990 r. P. Cyprych i Iwanejko) eksplorowali Ssak, rozpoczęli też eksplorację Meandra Geografów. W dniach 31 grudnia 1990–3 stycznia 1991 r. R. Matuszczak, R. Wiśniewski, Iwanejko i M. Sprutta) eksplorowali Meander Geografów, Ssak i Dziuplę, a w dniach 20–22 lutego 1991 r. Cyprych i Iwanejko eksplorowali w Ssaku.

Jaskinia posiada bogatą dokumentację fotograficzną. Fotografie Zwolińskich z lat 1923 - 1951 dokumentujące poziom lodu znajdują się w Muzeum Tatrzańskim. W. Siarzewski posiada dokumentację form lodowych i poziomu lodu z lat 1978 - 2002.
Pierwszy opis i plan jaskini opublikował T. Zwoliński (1923). Później jaskinia jest wymieniana i opisywana we wszystkich przewodnikach tatrzańskich. Opis inwentarzowy i plan (ten ostatni wg Zwolińskiego) jaskini, datowany na 24 lipca 1952 r. publikuje Kowalski (1953a). Szkicowy plan i przekrój partii odkrytych w Wielkim Kominie publikuje Iwanejko (1991). Uaktualniony opis inwentarzowy jaskini wraz z zestawionym planem zamieścił w „Inwentarzu jaskiń tatrzańskich” Siarzewski (Jaskinie TPN 1994).
Plan zestawiony w oparciu o pomiary z 1986 roku wykonane metodą niwelacji technicznej (teodolit T-30 PZO) i opracowane na ich podstawie przez Rygielskiego i Wieliczkę, plan i przekrój w skali 1:100 (Rygielski, Siarzewski, Wieliczko 1995, Rygielski, Siarzewski 1996). Plan ten uzupełniono o Komorę pod Lodem wg planu Zwolińskiego (1933) i materiały Iwanejki (1991) prezentujące partie nad Wielkim Kominen (o charakterze orientacyjnym). W 1996 r. ten plan jaskini ze szkicem Komory pod Lodem ogłosił Rachlewicz.
Dane dotyczące wysokości otworu npm. podano wg. pomiaru wykonanego 19 listopada 2008 instrumentam GPS. Dane zaktualizował W. Siarzewski (2009 r.). Współrzędne geograficzne otworu w oparciu o mapę topograficzną Tatr wydawana przez Głównego Geodetę Kraju (http://maps.geoportal.gov.pl) zweryfikował J. Grodzicki (2013).

Plan opracował W. Siarzewski.

Ossowski G. 1883 (przytacza informację górali o grocie lodowej w Wąwozie Kraków); Pawlikowski J.G. 1887 (pod nazwą Dziura Lodowa opisuje jej położenie i obserwacje utworów lodowych); Eljasz-Radzikowski S. 1896 (wymienia: Lodowa Jaskinia pod Czerwonym Wierchem); Chmielowski J. 1907 (pod nazwą Dziura Lodowa cytuje informacje za Pawlikowskim); 1922. Zebranie członków PTT. Gazeta Zakopiańska 2, nr 43: 3. (wzm. o odnalezieniu groty lodowej); [Zborowski J., Stecki K.] 1922 (informacja o odnalezieniu groty lodowej w Kamiennem w Ciemniaku); Gadomski, A. 1923a (położenie , opis i geneza lodu); Gadomski A. 1923b (informacja o zwiedzaniu, lodowczyk jaskiniowy); Świerz M. 1923 (informacja o odkryciu Groty Lodowej, lokalizacja i krótki opis); Zwoliński T. 1923 (informacja o odnalezieniu jaskini, położenie, opis, geneza lodu. Plan, przekrój i fot.); Zwoliński T. 1924 (wzmianka o pomiarach temperatury); Chrobak L. 1925 (uwagi na temat genezy lodu); Gadomski A. 1925 (podsumowanie informacji o zjawiskach lodowych w jaskini); Goetel W. 1925 (uwagi na temat genezy lodu w jaskini); Zwoliński T. i S. 1925. (dojście, położenie, opis); Gadomski A. 1926 (podsumowanie informacji o zjawiskach lodowych w jaskini); Kreutz S. 1932 (wzmiankuje, fotografie); Danysz-Fleszarowa R. 1933 (wymienia); Wrzosek A. 1933 (geneza lodu, geneza jaskini); Zwoliński S. 1933 (odkrycie Nowego Korytarza i komory pod lodem, opis pokrywy lodowej, uzupełniona wersja planu); Ciekawe badania grot tatrzańskich. 1950. Il. Kurier Polski, nr 298. Bydgoszcz. (nowe odkrycia); Gradziński R. 1951 (geneza, potrzeba ochrony jaskiń lodowych); Kowalski K. 1951 (o występowaniu nocka wąsatka); Zwoliński S. 1951a (zagrożenia wynikające z nadmiernej penetracji); Zwoliński S. 1951b (położenie, historia penetracji, odkrycie dolnych partii, nowa wersja planu); Zwoliński S. 1951c (odkrycie i pomiary dolnych komór); Berezowski S. 1953 (położenie, wahania poziomu lodu, plan); Kowalski K. 1953a (opis inwentarzowy jaskini, plan); Kowalski, K. 1953b (najwyższe stanowisko nocka wąsatka); Kowalski, K. 1953c (wzm. najwyższe stanowisko nocka wąsatka) Kowalski K. 1953g (historia odkrycia); Zwoliński S. 1953c (opis, ubytki pokrywy lodowej, nowa wersja planu); Kowalski K. 1955a (obserwacje mikroklimatyczne, geneza lodu, wyniki badań faunistycznych); Kowalski, K. 1955b (geneza zalodzenia); Zwoliński S. 1955b (o genezie jaskini i pokrywy lodowej); Gradziński R., Kowalski K. 1959 (opis, przekrój, fotografia); Wójcik, Z. 1960b (geneza jaskini); Gradziński R., Wójcik Z. 1961a (charakterystyka form lodowych); Rudnicki J. 1961 (geneza lodu, plan); Zwoliński S. 1961, (opis, historia eksploracji, poglądy na genezę, plan, fotografie); Kowalski K. 1962a (krótka charakterystyka jaskini, fotografia); Kowalski K. 1965 (opis dojścia, charakterystyka jaskini pod względem naukowym i turystycznym, fotografia); Jaworowski Z. 1966 (badania zawartości ołowiu w lodzie); Wójcik Z. 1966a (geneza jaskini); Jaworowski Z. 1968, (zmiany koncentracji ołowiu w lodzie w ostatnim stuleciu); Wójcik Z. 1968 (uwagi o genezie); Wójcik Z. 1969a (położenie, dane morfometryczne, położenie na mapie geologicznej, geneza lodu); Wołoszyn B.W. 1970 (o szczątkach nocka wąsatka z Nowego Korytarza); Pulina M. 1971 (wzmianka o badaniach lodu); Pulinowa Z.M., Pulina M. 1972 (charakterystyka morfometryczna, mikroklimatyczna i typy form lodowych i kriogenicznych); Wójcik Z. 1978c (geneza); Głazek J. i in. 1979a (o genezie jaskini); Mapa Geologiczna Tatr Polskich 1: 30 000 1979 (lokalizacja); Chardez D., Delhez F. 1981 (wymienia pierwotniaki i bakterie znalezione w jaskini); Rygielski W., Wieliczko P. 1988 (pomiary geodezyjne, porównanie zmian w szacie lodowej w okresie 1923-1986); Rygielski W. i in. 1988 (wyniki badań glacjologicznych pokrywy lodowej); Iwanejko O. 1991. Lodowa w Ciemniaku. Eksplorancik 1(17): 9-10 (odkrycia w Wielkim Kominie, schematyczny plan i przekrój); Nowosad A. i in. 1992 (charakterystyka jaskini, wyniki badań kości nietoperzy); Jagielska A., Strzelczyk J. 1993 (stwierdzenie nowego gatunku nietoperza); Zwoliński S. 1993 (odkrycie Nowego Korytarza i komory pod lodem); Siarzewski W. 1994 (warunki istnienia jaskiń lodowych i ich typologia); Jaskinie TPN 1994 (opis inwentarzowy i plan jaskini); Kepel A. 1995 (występowanie Vespertilio murinos); Rygielski W. i in. 1995 (wyniki pomiarów mikroklimatycznych i badań glacjologicznych lodu); Głazek J. 1996 (przegląd badań realizowanych w jaskini); Rygielski W., Siarzewski W. 1996 (wyniki pomiarów mikroklimatycznych i badań glacjologicznych lodu); Rachlewicz G. 1996 (obserwacje poziomu lodu, zejście do Komory pod Lodem); Siarzewski W. 1996 (warunki termiczne w jaskiniach lodowych); Siarzewski W. 1996a (zagrożenia i ochrona jaskini lodowej); Siarzewski W. 1996b (warunki klimatyczne jaskiń lodowych); Rydel J., Bogdanowicz W. 1997 (występowanie w jaskini nietoperza z gatunku Mopek – można odczytać, że dotyczy współczesnego występowania tego gatunku, co jest informacją błędną); Siarzewski W. 1999 (waloryzacja jaskini); Piksa K. 1998 (występowanie Myotis mystacinus i Eptesicus nilsonii); Piksa K., Nowak J. 2000 (występowanie nietoperzy w jaskiniach); Piksa K., Nowak J. 2001 (występowanie w osadach kości nietoperzy - Mopek); Siarzewski W. 2002a (historia poznania i eksploracji); Piksa K., Nowak J. 2002 (zimowanie nietoperza mroczka pozłocistego); Siarzewski W. 2002b (zagrożenia i ochrona jaskini); Szukała P. 2010 (zmiany masy lodu); Szukała P. 2011 (zmiany miąższości lodu).

Siarzewski, W. 1978 (zmiany pokrywy lodowej w jaskini); Siarzewski, W. 1981 (geneza lodu w jaskini, opis monograficzny); Sprutta, M., Raźniecki, A. 1988 (wyniki pomiarów mikroklimatycznych i obserwacji pokrywy lodowej); Sprutta, M., Raźniecki, A. 1991 (typologia lodu i wyniki pomiarów składu chemicznego różnych form lodowych); [Siarzewski W., Zwolińska, Z.] 1986 (Archiwum domowe Zwolińskich, teka XXIII zawiera: szkic terenowo pomiarowy z 29. 10. 1922, plan jaskini w skali 1:200, ok. 1923 niedokończony plan barwny w skali 1:200, ok. 1923 przekrój jaskini w skali 1:200, ok. 1923 kalka planu w skali 1:200, szkic pomiarowy Nowego Korytarza, szkic pomiarowo - terenowy dolnych partii z 5. 10. 1950 r.); Grodzicki, J. i in. 2000, (zmiany antropogeniczne); Piksa, K., [1997-2001] (liczebność nietoperzy); Robotowska, A. 2002 (pokrywa lodowa); Nowak, J. 2005 (charakterystyka nietoperzy).