Величина «подземных жемчужин» колеблется от долей миллиметра до первых десятков миллиметров. В пещерах Герацул и Скэришоаре (Румыния) большая часть их имеет субмикроскопические (0,09—0,3 мм) размеры. Такой жемчуг в смеси с люблинитом (плесневидным кальцитом) называют жемчужной мукой [Viehmann, 1962]. Количество «жемчужин» в полу пещер или рудников может исчисляться тысячами. Так, в пещере Бука-дель-Кациатор (Италия) в одной песчаной насыпи их оказалось больше тысячи [Forti, Pasini, 1977].
Форма «подземных жемчужин» овальная (преобладает), полиэдрическая, неправильная, реже сферическая. Многие из них срастаются в компактные гроздьевидные агрегаты. В центральной части лунок агрегаты сложены самыми крупными «жемчужинами» и ориентированы своей длинной осью вертикально к поверхности нарастания. В отличие от типичного «пещерного жемчуга» они не расположены непосредственно на дне лунки, а нарастают на кристаллы кальцита, ранее сформировавшиеся в углублениях. Чем больше лунка, тем совершеннее форма подземных «жемчужин». Поверхность их шероховатая, реже гладкая, как бы полированная; иногда благодаря наложению последнего темного концентра становится глянцевой, чем напоминает темно-коричневые речные жемчужины с блестящей поверхностью. Окраска белая, серовато-белая, бледно-желтая, голубовато-серая, оранжевая до почти черной и даже зеленой.
Все «пещерные жемчужины» имеют центральное ядро и чередующиеся вокруг него концентрические слои. Ядро совпадает с геометрическим центром «жемчужины» или немного смещено в сторону. Ядрами служат кристаллики и обломки кальцита, гипса, галита, кусочки сталактитов, известняка, комочки глины и бурого непрозрачного вещества. Иногда ядро состоит из двух зерен кальцита или гипса, вытянутых по оси с, совпадающей с осью удлинения жемчужины. Некоторые ядра трещиноваты.
Ядро окружено тонкой (0,1—0,2 мм) оболочкой мелкозернистого кальцита. От нее начинается рост волокнистых кристалликов карбоната кальция с образованием радиально-волокнистых структур. Многочисленные остановки в росте, вызванные временным прекращением поступления минералообразующего раствора, обусловили концентрически-слоистое строение «пещерного жемчуга». Количество слойков в крупных «жемчужинах» достигает 200. Состав их кальцитовый, очень редко арагонитовый [Зарицкий и др., 1979]. Концентрическая слоистость в «жемчужинах» осадков Соленого озера обусловлена перемежаемостью слойков арагонита и каменной соли.
Роль кальцитовой оболочки вокруг ядра примерно такая же, как и органической оболочки вокруг ядра речной жемчужины. Именно на ней формируются зародыши волокнистых кристалликов карбоната кальция.
Для выяснения условий образования «подземного жемчуга» в силурийских известняках физик Р. И. Стащишин (Львовский университет) определил в нем, вмещающем известняке и кристаллах кальцита соотношение стабильных изотопов углерода. Значение δ13С плотных известняков близко к нулю. Кристаллы кальцита, выстилающие дно и стенки углублений в известняках, оказались несколько обогащенными изотопом 12С (δ13С = —1‰) по сравнению с δ13С известняков. «Жемчужины», находящиеся на кристаллах кальцита, обнаружили по сравнению с ними еще большую обогащенность изотопом 12С. Измеренные значения δ13С «подземных жемчужин» обособляются в две группы чисел. Одна группа со средним значением δ13С = —8‰ характерна для приядерной части оболочки, вторая — со средним значением δ13С = —6‰ свойственна периферийной части «подземной жемчужины».
Смещение значений δ13С кальцитовых новообразований в минусовую область подтверждает участие в их формировании углекислоты с легким изотопным составом углерода. Такая углекислота могла появиться в почвенном слое в результате химического и органического разложения органического вещества. Аналогичным путем формируются натечные агрегаты кальцита в Горном Крыму [Галимов, Гриненко, 1965].
Возникновение «пещерного жемчуга» в силурийских известняках объясняется следующим образом. Просачивающиеся через известняк по трещинам растворы, насыщенные бикарбонатом кальция, стекали с потолка небольших полостей и выдалбливали в полу небольшие лунки. Когда углекислый раствор не поступал (если система подводящих трещин нарушалась), создавалась реальная возможность кристаллизации в лунках кальцита, чему благоприятствовало также некоторое повышение температуры раствора. Осаждавшийся кальцит покрывал берега, а затем и дно лунок. В дальнейшем вследствие наступившего приоткрывания трещин поступление бикарбоната кальция в образовавшейся лунке возобновлялось. Однако, исходя из данных изотопного состава углерода оболочек «жемчужин», углекислота просачивающегося раствора была в значительной степени обогащена изотопом 12С. Капли ее, падающие с потолка, силой своего удара переворачивали находящиеся в лунке кристаллики кальцита или их оболочки и постепенно облекали их углекислой известью, формируя вокруг ядра маломощные оболочки. Нарастание оболочек происходило за счет волокнистых кристалликов кальцита, ориентированных тройными осями по радиусам. Возникновение нового слоя «жемчужины» начиналось с появления на верхушках предыдущего слоя зародышей будущих волокнистых кристалликов. Такая картина многократно повторялась, чем и было обусловлено радиально-волокнистое и вместе с тем концентрически-слоистое строение «подземных жемчужин».