Η μικρή εκκλησία βρίσκεται μέσα σε ένα από τα πολλά σπήλαια της Σάμου, από το οποίο πήρε και το όνομά της. Η μαρμάρινη εικόνα της Παναγίας είναι εντοιχισμένη, ενώ γύρω από το σπήλαιο έχει χτιστεί η Μονή της Παναγίας της Σπηλιανής.