Năm 1938, nhà khảo cổ học J.Anderson người Thụy Điển đã đánh dấu Hang Tiên Ông là điểm di tích khảo cổ ở bản đồ phân bố di chỉ của người Hạ Long cổ. Hang Tiên Ông còn có tên gọi là Hang Cái Đục, tên trên bản đồ người Pháp là Grotle du Cieau. Hang này nằm trên địa bàn đảo Cái Tai, cụm đảo Hang Trai, nằm sau lưng làng chài Cửa Vạn.
Nhà khảo cổ học J.Anderson người Thụy Điển vào năm 1938 đã có chuyến hành trình khảo sát tìm dấu tích của người Việt cổ theo dọc ven bờ và các đảo trong vịnh Hạ Long, vịnh Bái Tử Long. Trong hành trình ấy ông đã tìm hiểu về Hang Tiên Ông và phát hiện ra dưới lớp trầm tích chứa nhiều vỏ ốc suối cùng các công cụ bằng đá cuội thô sơ. Kể từ phát hiện này của nhà khảo cổ học J.Anderson người Thụy Điển mà Hang Tiên Ông được công nhận là điểm di tích khảo cổ ở bản đồ phân bố di chỉ của người Hạ Long cổ.
Hang Tiên ông khác hẳn đặc điểm của các hang động trong vịnh Hạ Long, nếu các hang động khác có miệng hang vừa, vào trong hang lòng hang rộng thì Hang Tiên Ông có cấu trúc ngược lại với miệng hang rộng giống hàm ếch, nền hang thì cao cách mặt biển 5 mét. Ngoài cửa Hang Tiên Ông có nhiều khối thạch nhũ, càng vào trong lòng hang càng dốc sâu khoảng 50 mét.
Lòng Hang Tiên Ông rộng khoảng hơn nghìn mét vuông theo khảo sát thực tế của Ban quản lý vịnh. Ở giữa hang có các nhũ đá, măng đá buông xuống hoặc mọc từ dưới lên như bức bình phong chia Hang Tiên Ông thành hai ngăn rõ rệt. Ngăn phía trong có khối nhũ đá nhìn xa tựa như ông bụt, từ đó mà hang có tên gọi là Hang Tiên Ông. Mặt hang quay về hướng đông nam, trước cửa có thạch nhũ chắn ngang nên trong Hang Tiên ông không khí luôn mát mẻ vào mùa hè, ấm áp vào mùa đông.
Các nhà khảo cổ Việt Nam vào năm 2007 đã tiến hành khai quật một vài địa điểm trong Hang Tiên Ông, thu được các công cụ bằng đá thô sơ như dao đá, rìu đá, mảnh gốm...cùng nhiều vỏ ốc núi, ốc suối, hà, sò. Các báo cáo công bố sau đó của Bảo tàng Việt Nam cho thấy Hang Tiên Ông chính là một trong những nơi mà người Hạ Long cổ sinh sống và cư trú cách thời nay từ tám nghìn năm đến mười nghìn năm.
Những vỏ ốc nước ngọt ở trong Hang Tiên Ông minh chứng cho việc người Hạ Long cổ đã ăn ở trong hang. Khoảng một vạn năm trước đây thì Hang Tiên Ông vẫn là lục địa. Người Việt cổ đã sinh sống bằng săn bắn và hái lượm, khai thác thức ăn từ sông suối và bắt đầu tìm thức ăn ở biển. Hang Tiên Ông chính là nơi người Việt cổ sinh sống và cư trú.
Theo quyết định phê duyệt của tỉnh Quảng Ninh thì tháng 11 năm 2011 thì Hang Tiên Ông chính thức được mở cửa tham quan cùng với hàng loạt các hang động khác trong vịnh Hạ Long. Hang Tiên ông chính là một địa điểm không thể không khám phá của các nhà khoa học hoặc các du khách thích tìm hiểu về văn hóa, lịch sử của Hạ Long.
