김녕사굴은 제주시 구좌읍 김녕리에 있는 용암동굴로 만장굴 바로 옆에 있다. 1962년 12월 7일 만장굴과 함께 천연기념물로 지정됐으며 문화재보호법에 의한 공개제한구역 일반인의 출입이 금지되고 있으며, 관리 및 학술 연구의 목적으로 문화재청장의 허가를 받아 출입할 수 있다.
입구는 해발고도 60m이다. S자형의 동굴은 3개 부분으로 나눠지는데, 제1동굴이 52m, 제2동굴의 상층부가 54m, 하층부가 156m이며 제3동굴이 352m이다. 그동안의 동굴조사 등에 의해 만장굴과 동일한 동굴 시스템을 이루고 있음이 밝혀졌다. 동굴 생성 당시의 상태, 즉 만장굴과의 사이에 함락부가 뚫린 상태로 있어 2개의 동굴이 연결된 것으로 본다면 길이는 엄청나다. 동굴의 특이한 지형으로는 관리사무소 부근의 짧은 공동(空洞) 윗부분에 발달한 용암선반과 거기 부착된 규산화 등을 들 수 있다. 또, 동굴 끝부분에 발달한 대규모의 용암폭포와 다량의 용암이 흘러내린 동굴바닥의 형상이 특이한 경관을 이룬다. 동굴 깊은 곳의 공동 천장에서 패사(貝砂)가 용해된 석회질 침전물과 퇴적물을 볼 수 있는데, 그것은 지표에 운반 퇴적된 해안사토 속의 패사가 그대로 지층 속에 매몰된 것이다.
김녕사굴에서 사굴이라는 명칭은 동굴에 내려오는 전설에서 유래한다. 본래 동굴 속에는 해마다 15세 된 소녀를 제물로 바치지 않으면 심한 폭풍우를 일으키는 등 갖가지 변괴를 부리는 거대한 구렁이가 살고 있었는데, 1515년(중종 10) 3월 당시의 제주판관 서린(徐燐)이 주민을 괴롭혀 온 그 구렁이를 퇴치하였다고 한다. 동굴의 형상 또한 입구는 뱀의 머리 부분처럼 크게 벌어져 있고 안쪽으로 깊숙이 들어갈수록 점점 가는 길이 형성되어 있어 뱀과 닮았다.