Speleološko istraživanje podrazumijeva pronalaženje i lociranje speleoloških objekata (špilja i jama), fizičko prolaženje kroz njihove kanale, dvorane i vertikale, mjerenje njihovih dimenzija, kartiranje i izrada nacrta, fotografiranje i snimanje te obrada i objavljivanje svih prikupljenih podataka.

     Speleološka istraživanja zahtijevaju uigrane i koordinirane ekipe, visoku psihofizičku pripremljenost te poznavanje upotrebe raznolike speleološke opreme. Tijekom istraživanje speleolozi se kreću kroz mračne kanale, spuštaju se niz duboke vertikale i podzemne slapove, provlače se kroz uske prolaze, plivaju podzemnim tokovima, rone u podzemnim jezerima i sifonima, penju se u visoke dimnjake…

     Članovi Speleološkog društva Karlovac istraživali su brojne speleološke objekte na cijelom području krša Hrvatske. Najviše je istraživano na području okolice Karlovca, Slunjske zaravni, okolice Ogulina, na području Velebita (sjevernog, srednjeg i južnog dijela) te poluotoka Pelješca. U tim je istraživanjima pronađeno i snimljeno više stotina špilja i jama različitih dimenzija i karakteristika.

     Najveći speleološki objekti istraženi u organizaciji Speleološkog društva Karlovac su špilja Ponor pod Kremenom duljine 1019 m te jama Olimp na sjevernom Velebitu dubine 537 m, jama Šlapice na srednjem Velebitu dubine 282 m i Mladenova jama na Pelješcu dubine 235 m. Članovi Društva su s drugim hrvatskom speleolozima sudjelovali u istraživanju mnogih dubokih i dugačkih speleoloških objekata u Hrvatskoj. Društvo je utemeljilo nekoliko aktivnih karlovačkih speleologa koji su prije toga sudjelovali i u istraživanju najdublje jame Hrvatske – Lukine jame dubine 1392 m.