Hang Dơi nằm ngay trung tâm thị trấn Mộc Châu, ở dãy núi phía bắc quốc lộ 6, cách đường là 165 mét. Từ quốc lộ 6 lên tới hang ta phải leo 240 bậc là tới cửa hang. Đường tới hang được tạo dáng uốn khúc, uyển chuyển làm dịu đi nỗi mệt khi du khách phải đi lên cao. Hang được gọi là Hang Dơi vì ngày xưa đây là hang động có rất nhiều dơi sinh sống, từng bày đàn dơi cư trú sâu trong hang đá và nay thì đã di chuyển tới nơi khác. Người dân tộc Thái thì gọi là thẳm Kia (hang Dơi), hoặc là hang Sa Lai (hang Nước) vì trong lòng núi có mạch nước ngầm chảy quanh năm không cạn [5][6].

Hang có diện tích khoảng 6.915 m2, là hang động karst trong đá vôi điển hình, nằm ở độ cao gần 100m so với mặt đất. Hang có chiều dài 80m, cao 20m, rộng 25m, kết cấu thành 3 khoang lớn, được ngăn bằng các bức tường thạch nhũ.

Theo truyền thuyết thì có một con rồng, ngao du khắp bốn phương trời, đi qua vùng này thấy sơn thuỷ hữu tình, cảnh vật như tranh, khí hậu ôn hoà bèn dừng lại làm chỗ nghỉ chân. Dãy núi có hang động, được ví là nơi thân rồng nằm, cảnh sắc trong ngày thay đổi ngoạn mục, trắng ngần lúc ban mai, xanh biếc buổi trưa, rực hồng buổi chiều, tím biếc hoàng hôn. Sau rồng trả ơn cho vùng đất đã nhả 7 viên ngọc là 7 quả núi tạo nên hang đá.[5]