Odisejeva špilja je zapravo krška šupljina koja je nastala odlamanjem stropa pa uistinu s kopnene strane izgleda kao jama ili pak široki bunar s nekoliko desetaka metara u promjeru. Dno Odisejeve špilje ispunjeno je morem jer je špilja prirodnim tunelom povezana s pučinom. U nju se može ući plivaju ili pak manjim čamcem. Ulazak u špilju sa strane mora širok je 4 do 5 metara, a iznad razine mora samo 1 do 1,5 metara. Dubina mora u tunelu same špilje je do 10 metara a sam tunel proteže se na oko 20 metara. Omogućen je i pristup s kopna preko vrlo strmih improviziranih stuba. Zbog tako niskog svoda razgledavanje je moguće samo za mirna vremena.
Odisejeva špilja koristi se kao sklonište za ribarske čamce te je uz rub tunela privezano nekolicina ribarskih čamaca čiji su vlasnici stanovnici najvećeg naselja na Mljetu, Babinog Polja. To je čini najneobičnijom lukom na Jadranu.
U ljetnim mjesecima oko podneva stvara se prirodni fenomen kada sunčeva svjetlost najjače udara na područje špilje, u moru se stvara jedinstveni spektar boja koji je naročito zanimljiv turistima i ljubiteljima fotografije. Odisejeva špilja ranije je bila dom i sredozemnoj medvjedici.
Zanimljiva je i predaja po kojoj je Odisej, pustolov iz grčkih predaja, baš tu nakon svog brodoloma proveo sedam godina s tugom i nostalgijom za domom.
