Núi Kim Sơn có diện tích 23.406m2, dạng hình trụ tròn, giống chiếc chuông khổng lồ úp xuống mặt đất, sườn núi phía Tây dựng đứng, có nhiều thớt đá nhô lên thành từng sọc, từng tầng, trơ trụi chỉa thẳng lên trời trông giống như những chiếc chông nên còn được gọi là hòn Chông. Sườn núi phía Tây cây cối mọc chen chúc giữa các hốc đá, dưới chân núi có bóng cây mát mẻ. Trên ngọn núi có một hòn đá nhô lên cao, người dân thường gọi là hòn Phật, mũi đá nhọn gọi là Kim Vọng (đài quan sát của Kim Sơn).
Năm 1950, nhân dân địa phương chạy lánh giặc đã phát hiện ra một hang động vô cùng độc đáo ở núi Kim Sơn, đến năm 1956 nhà sư Thích Pháp Nhãn đã mở rộng lối vào động.
Đây là một trong những hang động rất khó phát hiện so với các hang động khác trong quần thể núi Ngũ Hành Sơn. Hang động này nằm xoáy sâu vào chân núi, miệng động quay về hướng Tây Nam và phía ngoài có một vách đá che kín. Đường vào cửa động, hai bên vách đá dựng đứng, miệng hang nhỏ có hướng đi xuống, âm so với mặt đất, càng vào sâu càng có cảm giác mát lạnh, mờ ảo. Vào phía bên trong, động lớn dần, chiều dài hang động khoảng 64m, rộng khoảng 5-10m, cao 15-20m. Đây là động kín so với với đa số động mở trong quần thể Ngũ Hành Sơn. Động này có nhiều thạch nhũ với màu sắc, hình thể đa dạng, đường nét rõ ràng, sắc sảo, tưởng chừng như có bàn tay của nghệ nhân tạo tác.
Khi mới vào cửa động, điểm nhấn đầu tiên là lớp thạch nhũ bám vào vách đá tạo thành bức tượng Quán Thế Âm Bồ Tát cao bằng người thật, cân phân, thanh tú, với lớp áo kim tuyến lấp lánh, kết tinh từ các tinh thể calxit tuyệt đẹp của thiên nhiên. Dưới chân bức tượng thiên tạo có hình một con rồng uốn lượn giống như trong điển tích Quan Âm Nam Hải. Do hình tượng tự nhiên trên mà hòa thượng Thích Pháp Nhãn đã đặt tên động là Quán Thế Âm, đồng thời, ngài cho lập một ngôi chùa nhỏ ngay sát hang động. Đến năm 1960, ngôi chùa này được dời xuống khuôn viên đất rộng sát chân núi Kim Sơn, quy mô được mở rộng và xây dựng kiên cố bằng gạch ngói.
Trên các vách động, thạch nhũ tạo ra những hình tượng kì lạ, thú vị, như hình Tiên ông đánh cờ, những chú hươu,... Giữa trần động, cách mặt đất khoảng 0,3m một thạch nhũ dài thòng xuống, khi gõ vào âm thanh tạo ra như tiếng chuông thật (đây là một thạch nhũ đặc biệt quý hiếm tại hang động Ngũ Hành Sơn), kế bên còn có cả trống và mỏ đá tự nhiên.
Cuối động, không gian khép lại làm cho ta có cảm tưởng đây là đoạn kết của động. Nhưng thực tế, khi vượt qua khoảng 2m, không gian lại mở ra một lần nữa với một hồ nước lớn, mát lạnh trong lành, dòng nước thẩm thấu từ mạch sông Cổ Cò, thanh lọc qua lớp đá cẩm thạch nên rất tinh khiết.
