Усть-Катавские шахты известны у местного населения под названием Верхней и Нижней Провальных ям. Они расположены севернее г. Усть-Катава на вершине плоского увала. Здесь дорогу, идущую от Усть-Катава в Кочкари, пересекает карстовый овраг, по дну которого течет ручей. Тальвег оврага выходит в долину р. Юрюзани, а ручей теряется в понорах Верхней Провальной шахты.
Образовались шахты в желтовато-серых доломитизированных известняках девона, разбитых вертикальными трещинами на большую глубину.
Верхняя Усть-Катавская шахта имеет узкое входное отверстие диаметром около 1 м. Крутонаклонный коридор шахты через 18 м от входа сменяется вертикальным колодцем глубиной в 13 м(2), а затем продолжается в направлении надпещерного карстового лога еще на 50 м. Коридор шахты не оканчивается слепо. Резко сужаясь, он продолжается до обрыва известнякового плато в долине Юрюзани. Доказательством этому служит висячее устье надпещерного карстового лога, обрывающегося на высоте 30 м, а также выходящий на поверхность подземный поток, вытекающий двумя нисходящими источниками у основания обнажения. Общая длина коридоров, доступных для исследования в Верхней шахте, равна 130 м, но, судя по тому, что длина наземного лога 1,5 км, а выходные отверстия подземных потоков имеют диаметр до 0,5 м, под землей от глаз исследователя скрыты значительные пустоты.
Шахта интенсивно обводнена, повсюду капель. На дне колодца и в самом конце доступной части – два небольших озера, а местами появляются небольшие ручьи. Сильный шум движущейся воды в глубине шахты, вероятно, принадлежит поглощенному потоку. Вертикальная глубина шахты на исследованном участке достигает 32 м, что дает средний уклон в 15-20°, однако местами он достигает 80-85°. Интересно, что высота обрыва известнякового плато, у подножия которого изливаются поглощенные воды, также 30 м. Следовательно, изученная часть шахты соответствует зоне инфлюации, а недоступная часть потока проходит в зоне горизонтальной циркуляции вод. Расширенные поверхностными водами, вертикальные трещины зоны инфлюации превратились во многих местах по тальвегу карстового лога в открытые поноры.
В 170 м от Верхней шахты ниже по тальвегу лога находится Нижняя шахта. В настоящее время ее входное отверстие блокировано глыбой известняка, осевшего во время паводка, и завалено стволами и сучьями деревьев. В 1956 г. входная воронка верхним диаметром 35 м и глубиной около 7 м открывалась полуметровым понором и вела в наклонную до 50° десятиметровую галерею. Последняя переходила в такой же горизонтальный коридор, на дне которого имелось два вертикальных колодца глубиной 9 и 8 м. Днища колодцев завалены обломочным материалом, и установить их связь с более глубокими пустотами было невозможно. Нижняя шахта в летнее время суха, не имеет натечных образований, а капельки влаги на стенках имеют конденсационное происхождение. Усть-Катавские шахты имеют эрозионно-карстовое происхождение.
