嘎仙洞是古老的花岗岩山洞，洞宽20米、高12米，面积约2000平方米，略呈三角形。洞内宏伟宽阔，犹如巨大的厅堂，可容纳数千人。洞壁平整，青苔滋生，地下堆积较厚。洞内地面大部分较为平坦，往里走逐渐上坡，最里面坡度达20°，地面杂陈着碎石兽骨，有明显的火烧痕迹。按洞内空间的不同，往里依次可分前厅、大厅、高厅和后厅四部分。

前厅地面平坦，稍低于洞口。距洞口15米处的西侧洞壁有一片稍经修凿的扇形平面。北魏太平真君四年（443年）的石刻祝文即镌刻在这片洞壁平面上，高与视平线相齐。另外，其东壁亦有一经修凿的平面，与西壁祝文平面相对，但无刻字。大厅比前厅稍宽，洞内正中有一块形状不规则、长3.5米、宽3米、厚1米的天然石板，下面用高约0.5米的大石块支撑，似一“石桌”，用来祭祖。高厅在大厅稍拐向北处，越往里地面越陡，最高处达20余米。穹顶陡然升高，有巨石横躺竖卧。在高厅东壁上方有个小洞，当为天然洞穴。后厅是从高厅向左上方的斜洞，其上部东西各有一耳室，为人工所造。

洞内有着几万年文化堆积，经过部分考古挖掘，出土了旧石器时代、新石器时代以及北方民族历史发展时期的大量石器、骨器、陶器、玉器等文物。在距地表0.8米深的黑色黏沙土层中,出土很多手制夹砂灰褐陶片,还有石镞、骨镞等,与扎赉诺尔等地鲜卑遗存中出土物的特征相似。在地表以下1.3米的黄色黏沙土层中，出土有打制的石器，表明这里可能存在着更早的文化遗存。洞内的文化堆积最深达1.9米，标志着早在几万年前就有人类在洞内繁衍生息。洞内的文化堆积对研究拓跋鲜卑早期历史和有关古代北方民族历史地理，具有重要的科学价值。

1980年，内蒙古考古工作者在主洞西侧距洞口约15米处的石壁上发现北魏太平真君四年的石刻祝文。高度与视平线相齐，竖行，通高70厘米、通宽120厘米，共19行，每行12字—16字不等，全文201字。字体大小不一，书体介于楷隶之间，字体大部分清晰可辨，书法古拙，笔势苍劲。内容为北魏第三代皇帝拓跋焘于太平真君四年派遣中书侍郎李敞来此地祭祖时所刻的铭文。铭文与《魏书》记载基本相符，证实了拓跋鲜卑先祖旧墟祝文的真实性。嘎仙洞祝文的刻制距现在已有1500多年，它的发现揭开了太平真君四年所刻铭文的千古之谜。