Пещера Николаевская расположена в среднем течении ключа Николаевского.
Открыта в конце 18-го столетия. В 1906 г. ее посещал В.К.Арсеньев, позднее исследовал С.Н.Анищик, а также А.Я.Барабанов (в 1964 г.) и О.И.Приходченко (в 1969 г.). В 1976 г. составлен детальный план пещеры. Пещера лабиринтового типа, имеет три этажа.
Она представляет собой обширную полость (шириной до 15, высотой до 11 м), ступенями спускающуюся под общим углом 12о. Заканчивается она галереей, выходящей к озеру диаметром до 6 м. Во все стороны от основной полости отходят многочисленные, зачастую переплетающиеся, наклонные и горизонтальные галереи и ходы.
Местами при пересечении они образуют залы площадью до 130 м2. В северной части пещеры ходы и залы расположены непосредственно друг над другом и образуют четыре яруса. Максимальное удаление ходов и галерей от основной полости 50 м. Пещера находится на обвально-цементационной стадии развития, о чем свидетельствуют провалы из одного яруса в другой, выходы горизонтальных ходов в своде основной полости и большое количество глыб до 20 м3. Протяженность пещеры 960 м, глубина 17 м, объем 4000 м3.
Пещера находится на обвальноцементной стадии развития, о чем свидетельствуют провалы. В одном из боковых ходов в результате вывалов и склоновой денудации настолько уменьшилась мощность кровли, что корни деревьев свисают непосредственно со свода.
Из озера идет полностью обводненный нисходящий ход, исследованный на 25 м (по данным С.Ф.Захаренко). Натечные формы наблюдаются лишь в удаленных боковых ходах. В своде полости вскрываются гидрокарстовые полости диаметром 3–5 м. с кристаллами кальцита, исландского шпата и кварца. В основной полости в зимний период образуются наледи.