Hiện nay, trên địa bàn tỉnh có trên 20 hang động lớn, trong đó có những hang động gắn với lịch sử, danh lam thắng cảnh đẹp có tiềm năng khai thác phát huy giá trị về phát triển du lịch như: Hang Chùa ở xã Văn Lăng (Đồng Hỷ); động Phượng Hoàng, suối Mỏ Gà, hang Sa Khao xã Phú Thượng, hang Ốc ở xã Bình Long, hang Huyện xã Tràng Xá (Võ Nhai); động Linh Sơn, chùa Hang (thành phố Thái Nguyên); hang Ma, chùa Hang (Định Hóa); hang Thủng, hang Keo Cướm, hang Cuốn Lộng xã Yên Trạch (Phú Lương)… Nhiều hang động rất rộng và sâu, còn bảo tồn được nhiều nhũ đá kỳ lạ đẹp mắt. Có hang động đã được ghi trong một số sách cho thấy đây có dấu hiệu về khảo cổ học, là nơi cư trú lâu đời của con người thời tiền sử. Mặt khác một số hang động có giá trị là những danh lam thắng cảnh, thích hợp với kiểu du lịch khám phá leo núi.

Để khai thác tiềm năng hang động kể trên, Sở Văn hóa, Thể thao và Du lịch tỉnh Thái Nguyên đã có Chương trình liên kết hợp tác phát triển du lịch giai đoạn 2020- 2025 với Sở Du lịch tỉnh Quảng Bình, là tỉnh đã có nhiều thành công từ khai thác hang động. Sở Văn hóa, Thể thao và Du lịch Thái Nguyên cũng đã ký Biên bản ghi nhớ về hợp tác nghiên cứu các tài nguyên hang động phục vụ cho phát triển du lịch bền vững với nhóm hội viên của Hiệp hội Hang động Hoàng gia Anh tại Việt Nam.

Hang Chùa rất có tiềm năng để phát triển du lịch sinh thái gắn như: Leo núi, ngắm cảnh, chèo thuyền Kayak dọc suối kết hợp cắm trại qua đêm...

Sau khi tiến hành khảo sát hệ thống 2 hang động Hang Suối Mỏ Gà và Hang Phượng Hoàng tại Thái Nguyên vào cuối tháng 1 vừa qua, ông Howard Limbert, Trưởng Đoàn thám hiểm Hiệp hội nghiên cứu hang động Hoàng gia Anh tại Việt Nam và Đoàn thám hiểm đã đánh giá cao khả năng phát triển du lịch mạo hiểm ở đây. Ông Howard Limbert cho biết: Mặc dù, chúng tôi chỉ có thời gian một ngày cho việc thăm dò những hang động này, nhưng đã phát hiện ra nhiều thông tin quan trọng. Đặc biệt nhất là hang Suối Mỏ Gà là một nơi đầy hứa hẹn cho du lịch mạo hiểm. Phần hang động hiện đang mở cửa cho khách du lịch chỉ dài 111m nhưng nó vô cùng đẹp. Nơi đây rất nổi tiếng với các du khách địa phương, đặc biệt vào mùa nóng, khí hậu mát lạnh xuất hiện cả ở bên trong và bên ngoài hang là một điểm vô cùng thu hút. Ở cuối hang Mỏ Gà này, nếu ta lặn xuống dưới để vượt qua một lớp đá thì thấy một khoảng trời và lối đi tiếp dài khoảng 500m tràn ngập ánh sáng tự nhiên rực rỡ. Lối đi này lại dẫn tới một hang động khác có chiều dài hàng kilomet và chưa được khai thác du lịch. Với đặc điểm như vậy, nếu ta tạo được một con đường an toàn thì hang động này sẽ trở thành một hang động mạo hiểm hấp dẫn. Qua đánh giá thực tế, chúng tôi nghĩ rằng, những hang động còn lại trong khu vực cũng sẽ phù hợp cho du lịch mạo hiểm và nếu đưa vào khảo sát, đánh giá, tỉnh Thái Nguyên có thể có thêm các hang động mạo hiểm để thúc đẩy phát triển du lịch. Theo kinh nghiệm phát triển du lịch của chúng tôi tại Quảng Bình, nếu cung cấp các sản phẩm chất lượng cùng đội ngũ hướng dẫn viên được đào tạo tốt thì loại hình du lịch mạo hiểm này sẽ thu hút số đông du khách quốc tế. Tôi đề nghị tỉnh Thái Nguyên sẽ cho phép nhóm của chúng tôi trở lại tiếp tục khảo sát và chụp ảnh những hang động thích hợp và sau đó đưa ra kế hoạch để bắt đầu xây dựng loại hình du lịch mạo hiểm ở Thái Nguyên. Tôi chắc chắn rằng loại hình du lịch này sẽ trở nên vô cùng phổ biến với du khách địa phương và du khách nước ngoài trong tương lai.

Hang Phượng Hoàng được đánh giá có điều kiện tốt cho khai thác du lịch.

Bà Nguyễn Thị Mai, Giám đốc Sở Văn hóa, Thể thao và Du lịch cho biết: Hiện tại hang động của tỉnh Thái Nguyên được các cấp chính quyền địa phương phối hợp với ngành Văn hóa,Thể thao và Du lịch kiểm kê theo quy định của Luật Di sản văn hóa. Tuy chưa có con số thống kê về nguồn thu từ giá trị khai thác hang động góp phần vào nguồn ngân sách nhà nước nhưng thực tế tài nguyên hang động, một loại hình du lịch đặc biệt của tỉnh vẫn ở dạng tiềm năng. Các tuyến tham quan du lịch hiện tại trong tỉnh đều có mặt của hang động, thác, hồ như: tuyến động chùa Hang - hang Chùa - suối Tiên (Đồng Hỷ) -  hang Phượng Hoàng, hang Mỏ Gà (Võ Nhai); tuyến Hồ Núi Cốc - thác Kẹm - Cửa Tử - thác Ba Dội - chùa Thiên Tây Trúc (Đại Từ); tuyến ATK Định Hóa - thác Bảy Tầng - động Chùa Hang.Trong thời gian tới, nếu lập được quy hoạch có tầm nhìn chiến lược hiện tại và tương lai thì các tuyến du lịch lịch gắn với du lịch lịch sử, sinh thái khám phá hang động sẽ có đóng góp tích cực cho sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh.