این غار از سه طبقه تشکیل شده و دارای تونل‌های فرعی و استلاکتیت‌ها و استلاکمیت‌ها و ستون‌های بسیار در گذرگاه‌های اصلی است و قندیل‌های مخروطی آویزان از سقف‌ها در اثر داشتن ناخالصی‌ها، رنگ‌های متنوع به خود گرفته‌اند و آن‌ها که ترکیبات به همراه نداشته و یا کمتر دارند به صورت بلورهای شیشه‌ای بسیار شفاف مشاهده می‌شوند.

این غار دارای بخش‌های دیگری است که به ترتیب می‌توان میدان شیر خوابیده، میدان بیستون، میدان چهل‌ستون، سه‌راهی کوهی، میدان پنج‌شیر، تالار عروس، تونل قندیلی، اتاق عقد، پای فیل، شتر با جهاز، عروس و داماد، میدان شمع، دو جادوگر، نخل سوخته، میدان مریم مقدس و غیره را نام برد. تمامی این بخش‌ها حاصل تجمع‌های مختلف آهکی است که هر کدام بر اساس شباهتی که به یکی از اشیاء اطراف ما داشته‌اند به این اسامی خوانده می‌شوند.

در برخی نقاط آن گل رس و خاک‌های حاوی اکسید آهن قابل مشاهده است؛ این غار از نظر قدمت تقریباً همسن غار علیصدر در همدان است. البته این دو غار از دو جهت با هم تفاوت دارند. یکی اینکه غار علیصدر همدان غاری است کاملا آبی، اما غار کتله خور زنجان غاری است تقریباً خشک. دوم اینکه آهک‌های غار کتله خور نسبت به آهک‌های غار علیصدر بسیار خالص‌تر است که این خود عاملی است جهت زیباتر شدن غار چرا که خالص بودن آهک‌ها موجب شفافیت آن‌ها و در نتیجه عبور نور از قندیل‌ها می‌شود.

یک نکته جالب توجه در رابطه با غار کتله خور این است که شواهد و بررسی‌های انجام شده گواه این موضوع است که این غار در نهایت به غار علیصدر در همدان متصل می شود. همچنین یکی دیگر از عجایب و زیبایی‌های این غار تعدد طبقات آن است که آن را در جهان کم نظیر می‌کند.

دهانه ورودی غار کتله خور به صورت طاق مثلثی شکل به قطر 70 سانتیمتر بود که تنها راه دسترسی به داخل غار بوده و است و سیلاب یا رودخانه کوچکی که از جلوی ورودی غار رد می شده باعث شده بود که دهانه این غار کمی بالاتر و در دامنه کوه قرار بگیرد که در حال حاضر این سیلاب از قسمت‌های بالاتر منحرف شده است.