À la base de la falaise du jardin s'ouvre une cavité naturelle souterraine dans laquelle la roche calcaire, creusée par l'eau il y a des millénaires, est parsemée de cavernes ornées d'une grande variété de concrétions : stalactites, stalagmites, draperies ou colonnes.
Ouverte au public en 1950, la visite de la grotte, dite « grotte de l'observatoire », guidée par des spécialistes, se déroule entre les altitudes 98 m et 40 m1.La cavité s'enfonce pratiquement jusqu'au niveau de la mer, elle est parcourue régulièrement par des spéléologues locaux.
Des traces d'habitat humain préhistorique y ont été trouvées.
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http://www.rahgoshaymuseum.com/fr/poupees-ethniques-fr/voyager-dans-le-monde-fr/773-35th-travel-to-the-cave-of-the-observatory-in-monaco-fr#sigProGalleria9719a48b78
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Un musée d'anthropologie préhistorique situé dans le jardin expose plusieurs de ces découvertes.
