Son cuevas submarinas, también llamadas cuevas verticales, que suelen ser completamente circulares con paredes empinadas. Poseen un gran contraste de azules debido al cambio de profundidad que presentan, siendo azul claro en las aguas poco profundas y azul oscuro en su profundidad central.


En ellos la circulación de agua es deficiente y sus aguas no suelen tener oxígeno a cierta profundidad, por lo que se encuentra muy poca vida marítima en su interior, solo bacterias pueden sobrevivir en ellos.

Los agujeros azules se formaron durante las pasadas eras de hielo, cuando el nivel del mar era alrededor de 100-120 metros más bajo que en la actualidad. En esos momentos, estas formaciones fueron objeto de una meteorización química, común en todos los terrenos ricos en piedra caliza, lo que terminó una vez que se sumergieron al final de la era de hielo. Los agujeros azules se encuentran típicamente en las plataformas de carbonato de poca profundidad, como lo están los bancos de las Bahamas, los cenotes en y alrededor de la Península de Yucatán, y como en el gran agujero azul en el arrecife Lighthouse de Belice.
Muchos expertos en el área de buceo han realizado diversas expediciones a lo profundo de los diferentes agujeros azules del mundo, y algunos otros turistas aventureros se han lanzado a la acción a menores profundidades, siempre guiados por instructores de buceo, ya que no cualquiera puede realizar este tipo de hazaña.

El Dean’s Blue Hole es el fenómeno más grande del mundo en su género, presentando 202 metros de profundidad. El Gran Agujero Azul es parte del Sistema de Reservas de la Barrera del Arrecife de Belice, Patrimonio de la Humanidad de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), por lo que cuidarlo es una de las grandes prioridades de los habitantes de Clarence Town en Long Island, en las Bahamas.