1962년 12월 3일 천연기념물로 지정되었다. 김녕굴과 만장굴은 제주도 동북쪽에 있는 용암동굴지대의 대표적 동굴이다.
만장굴과 김녕굴은 현재는 따로 구분된 두개의 화산동굴, 즉 용암굴로 나누어져 있으나 동굴이 형성되었을 당시에는 한 줄기의 동굴시스템으로 연결되었다.
이것을 오늘날 만장굴화산동굴시스템이라고 부르고 있는데, 현재까지 세계 제일의 화산동굴시스템으로 총길이 1만3422m를 자랑하고 있다. 1978년까지 두 차례에 걸친 한일합동조사로 국제적인 공인을 받게 되었다.
총면적 3만 3,000평인 이 동굴시스템 중에는 만장굴ㆍ김녕굴 외에도 덕천굴ㆍ밭굴 등 많은 군소동굴들이 이어지고 있다.
지층은 신생대(新生代) 제3기말에서 제4기초에 걸친 화산활동의 분출로 형성된 덕천리 알칼리현무암(표선리현무암층, 침상장석감람석현무암, 산흘리현무암) 용암층에서 형성된 동굴로 되어 있다. 이 동굴계는 총길이뿐만 아니라 세계적 규모의 용암동굴 지물(地物)과 지형들이 많이 분포되고 있어 학술적 가치가 매우 크다.
용암교(熔岩橋)ㆍ용암선반[熔岩棚], 승상용암 등 다양한 동굴 미지형을 보여주고 있으며, 용암주(熔岩柱), 용암종유(熔岩鐘乳), 거북바위라 불리는 많은 대형 용암구(熔岩球)와 용암 산호 등은 동굴퇴적물로서 다양하고 훌륭한 발달을 보여주고 있다.
동굴내부는 일부 구간에 낙반이 산재하고 최기에 동굴생성물의 파손이 있었으나 현재는 철저하게 보호되고 있으며, 파손된 동굴생설물도 동굴 내부 한 곳에 모아져 있다. 대한민국 정부와 제주특별자치도가 5년간의 학술조사와 자료수집단계를 거쳐, 2006년 1월 제주자연유산인 한라산 천연보호구역, 거문오름용암동굴계(거문오름, 벵뒤굴, 만장굴, 김녕굴, 용천동굴, 당처물동굴), 성산일출봉 3개 유산지구를 『제주 화산섬과 용암동굴』이라는 주제아래 연속유산으로 유네스코 세계자연유산으로 등재신청을 하였고, 2007년 제31차 세계유산위원회에서 유네스코 세계자연유산으로 등재되었다.