Gyalogosan a Gloriette-tisztásról közelíthető meg szerpentinszerűen kialakított, meredek gyalogösvényen. A barlang háromszög keresztmetszetű, 45 méter mély, 9-10 méter széles, melynek rétegvastagsága 2 méter. Régészeti jelentőségű hely, ezért 1944-ben védetté, 1982-ben fokozottan védetté nyilvánították. A hatalmas, háromszög alakú bejárat egy földtani törésvonal mentén alakult ki. A nyílás mögött egyetlen, tágas terem található. A történelmi időkben a barlang hosszú ideig istállóként funkcionált, kutatások alapján azonban előtte sem lakóhely, hanem áldozóhely volt.

Régészeti feltárása:
1911-ben Roskó Pál répáshutai erdőaltiszt javasolta a régészeknek, hogy próbálkozzanak meg a barlang feltárásával. Az első próbaásatást Hillebrand Jenő ősrégész vezette 1912-ben. A kőeszközökön és kerámiatöredékeken kívül megtalálták egy három éves gyermek kulcscsontját is, ezért 1925-ig ötször is visszatértek a helyszínre, ahol további kő- és csonteszközöket találtak. A munkát 1927-ben Saád Andor és Megay Géza folytatta. Ebben az időszakban került elő az a közel 80 mázsás tűzhely, amit a Nemzeti Múzeum régészeti osztályára szállítottak. A tüzelőgödörben a bükki kultúra cseréptöredékei között tengeri kagylóból készült ékszereket és huszonhét fiatal ember feltört, megpörkölődött csontjait is megtalálták. A több mint kétszáz csont a rituális kannibalizmus egyedülálló bizonyítéka. Ezután még Kadić Ottokár 1929-ben, Győrffyné Mottl Mária 1938-ban ásott a barlangban. A barlang tervszerű, részletes feltárását 1947-től Vértes László vezette. A kitöltés rétegződése és a rétegekben talált korjelölő állatmaradványok alapján megállapították a barlang történetét, meghatározták a három kultúrréteg korát, az akkor élt embercsoport(ok) jellemzőit. Az Istállós-kői-barlang jelentőségét növeli, hogy a jégkori rétegekből előkerült 66 fajból álló fauna a leggazdagabb Európa aurignaci korú feltárásai közül; a mikrofaunájából 3 új emlős- és 20 új madárfajt írtak le.A világ legrégebbi ékszerei között van az itt talált két, csontból készült, kifúrt, zsinórra függeszthető amulett. A barlangi medve (Ursus speleus) koponyatemetkezést (koponya depoziciót) mutató legrégebbi lelőhelyei között szerepel a barlang végében előkerült három koponya. A 40-44 000 éves alsó kultúrrétegből kerültek elő, azok a hasított alapú lándzsahegyek, melyek a világ legrégebbi aurignaci eszközei között szerepelnek. Jelenlegi tudásunk szerint az íjhasználatának legrégebbi nyomai a világon az itt előkerült apró csonthegyecskék. Az Istállós-kői-barlang pleisztocén (jégkori) rétegeiből előkerült 66 fajból álló fauna a világon a leggazdagabb az aurignaci korú feltárások között, és még egy érdekesség, hogy a mikrofaunából 3 új emlős és 20 (!) új madár alakot írtak le az egész világon először. A régészeti ásatások során az alábbi, jégkorszaki állatok csontjai kerültek elő: rénszarvas, barlangi medve, ősbölény, gyapjas mamut, barlangi oroszlán, farkas, barlangi hiéna, kőszáli kecske.