大型假山一般都要有山洞。山洞使假山幽深莫測，對于創造山景的幽靜和深遠境界是十分重要的。
 
(一)洞的結構
洞的結構一般有梁柱式結構
1.梁柱式結構、挑梁式結構、拱券式結構等。
整個假山洞壁實際上由柱和墻兩部分組成(圖3.17)。柱受力而墻承受的荷載不大，因此洞墻部分用作開辟采光和通風的自然窗門。從平面上看，柱是點，同側柱點的自然連線即洞壁，壁線之間的通道即是洞。在一般地基上做假山洞，大多筑兩步灰土，而且是“滿打”，基礎兩邊比柱和壁的外緣略寬出不到1米，承重量特大的石柱還可以在灰土下面加樁基。這種整體性很強的灰土基礎，可以防止因不均勻沉陷造成局部坍倒，甚至牽扯全局的危險。有不少梁柱式假山洞都采用花崗巖石條為梁，或間有“鐵扁擔”加固。這樣雖然滿足了結構上的要求，但洞頂外觀極不自然，洞頂和洞壁不能溶為一體，即便加以裝飾，也難求全，而以自然山石為梁，外觀就稍好一些。
 
2.挑梁式結構
“挑梁式”或稱“疊梁式”。即用山石從兩側洞壁洞柱向洞中央相對懸挑伸出，至洞頂用巨石壓合(圖3.18)。在堆疊比較寬的山洞時，用長條形自然山石從疊砌洞柱的中上部開始層層出挑，逐漸向洞頂中央挑出，至洞頂再用大石壓頂合龍，這種挑梁式的特點是多層出挑。在堆疊比較狹窄的山洞時，只在洞柱頂部向洞中央相對挑出一層山石即可合龍，這種挑梁式的特點則是單層出挑。這是吸取橋梁中之“疊澀”或稱“懸臂橋”的做法。圓明園“武陵春色”之桃花洞，巧妙地于假山洞上結土為山，既保證結構上“鎮壓”挑梁的需要，又形成假山跨溪，溪穿石洞的奇觀。
 
3.拱券式結構對于跨度較大的山洞一般采用拱券式結構(圖3.19)。拱券式結構是清代戈裕良創造的假山洞結構形式，是用塊狀山石作為券石，以水泥砂漿作為赫合劑，順序起拱，做成拱形山洞。蘇州環秀山莊之太湖石假山就出自戈氏之手，其中山洞無論大小均采用拱券式結構。由于其所承受的重力是沿券石從中央分向兩側相互擠壓傳遞，能夠很好地向洞柱洞壁傳力，因此不會出現梁柱式石梁壓裂、壓斷的危險，而且頂、壁一氣，整體感強，戈氏此舉實為假山洞結構之
 
假山洞的結構也有互通之處。北京乾隆花園的假山洞在梁柱式的基礎上，選拱形山石為梁，另外有些假山洞局部采用挑梁式等。一般地講，黃石、青石等成墩狀的山石宜采用梁柱式結構，天然的黃石山洞也是沿其相互垂直的節理面崩落、坍陷而成;湖石類的山石宜采用拱券式結構，具有長條而成薄片狀的山石當以挑梁式結構為宜。
 
(二)山洞的類型
假山洞有單洞和復洞、水平洞和爬山洞、單層洞和多層洞、旱洞和水洞、采光洞和換氣洞之分。復洞是單洞的分枝延伸，爬山洞具有上下坡的變化。北海瓊華島北面之假山洞兼有復洞、單洞、爬山洞的變化，地既廣而景猶深，尤其和園林建筑巧妙地組合成一個富于變化的風景序列，洞口掩映于亭、屋之中，沿山形而曲折蜿蜒，山石依山勢而起伏，時出時沒，變化多端。多層洞可見于揚州個園秋山之黃石山洞，洞分上、中、下三層，中層最大，結構上采用螺旋上升的辦法。

蘇州洽隱園仿洞庭西山之林屋洞建“小林屋洞”，水洞和旱洞結為一體，水源成伏流自洞壁流出，在洞中積水為潭。洞分東西兩部分，洞口北向，自東洞口水池跨人，環池石板折橋緊貼水面，洞頂有鐘乳下垂。橋盡折西南石級轉人西邊的旱洞而出，立意新穎，結構精巧，是為國內水洞之佳例。假山洞利用洞口、洞間天井和洞壁采光孔洞采光。采光孔洞兼作通風。采光孔洞口皆應斜向洞外，使之進光不進水。

洞口和采光孔都是控制明暗變化的主要手段。環秀山莊將具自然透洞的湖石安置在比較低的洞壁位置上，使洞內地下稍透光，有現代“地燈”的類似效果，其洞府地面之西南角又有小洞可通水池，這一方面可作采水面反光之用，同時也可排除洞內積水。承德避暑山莊“文津閣”之假山洞坐落池邊，洞壁之彎月形采光洞正好倒影池中，洞暗而“月”明，儼如水中映月而白晝不去，可謂匠心獨具。
 
至于下洞上亭之結構，所見兩種:一為洞和亭之柱重合，重力沿亭柱至洞柱再傳到基礎，由于洞柱混于洞壁中而不甚顯現。如避暑山莊“煙雨樓”假山洞和翼亭的結構。另一種是洞與亭貌似上下重合而實際上并不重合。如靜心齋之“枕巒亭”，亭坐落于磚垛之上，洞繞磚垛邊側，由于磚垛以山石包鑲，猶如洞在亭下一般。下洞上亭之法，亭因居洞上而增山勢，洞因亭覆而防止雨水滲透。
 
假山洞結構要領是防滲漏，北方有打兩步灰土以為預防的做法。而疊石的處理方法是:凡處塊石，俱將四邊或三邊壓掇。若壓兩邊，恐石平中有損。如壓一邊，即稍有絲縫、水不能注，雖做灰堅固，亦不能止，理當斟酌。