Gua petruk terletak terletak di Desa Candirenggo, Kecamatan Ayah, 6 km sebelah selatan Gua Jatijajar, atau 49 km dari Kota Kebumen ke arah Pantai Ayah, terletak pada ketinggian sekitar 25 m dari muka laut. Menurut cerita, gua ini disebut Gua Petruk karena dahulu ditemukan batu yang bentuknya mirip salah seorang punakawan dalam pewayangan, yaitu Petruk.
Gua Petruk terletak dibagian barat Karst Gombong. Gua Petruk terdiri dari tiga level topografi yang berbeda. Gua utama terletak pada elevasi +175 m dpl dan dua gua lain yang lebih tinggi mempunyai beda tinggi masing-masing 24 dan 32 m dari lantai gua utama. Gua-gua ini terbuka ke arah barat pada suatu dinding tegak yang secara keseluruhan membentuk lembah U yang lembanya terisi oleh endapan talus.

Sistem perguaan ini terletak sekitar 7 km selatan Kompleks Gua Jatijajar. Jalan yang beraspal baik menghubungkan keduanya. Mulut Gua Petruk dapat dicapai melalui jalan berundak sejauh lebih kurang 350 m. Pemandangan sebelum masuk kawasan Gua Petruk adalah deretan perbukitan batu gamping yang membentuk morfologi kars. Beberapa bukit yang berlereng curam dibatasi oleh struktur geologi. Batu gamping di kawasan ini berwarna putih kotor, putih kekuningan atau coklat muda. Setempat, pada batu gamping yang berlapis-lapis tipis ditemukan fosil foraminifera dan moluska, selain koral dan ganggang. Batugamping yang tersingkap di sepanjang jalan menuju mulut Gua Petruk berongga-rongga, membentuk lubang-lubang kecil yang berkembang menjadi struktur lapies.

Suatu celah sempit berdinding terjal yang dialiri oleh sungai yang ke luar dari Gua Petruk merupakan sesar turun berarah hampir barat-timur. Vegetasi di sekitar mulut gua cukup lebat, menunjukkan banyaknya air di Gua Petruk.
Lorong Gua Petruk sepanjang 664 m yang sebagian besar beratap tinggi dapat ditelusuri melalui dinding-dinding flowstone di sepanjang pinggiran sungai hingga sejauh 100 m ke arah hulu. Mulut Gua Petruk berbangun persegi, yang memanjang ke atas. Sebagai gua bertingkat, lorong fosil bagian atas yang kering terletak sekitar 25 m di atas lorong bawah yang masih aktif dan berair. Kedua lorong dihubungkan oleh sebuah lubang bergaris tengah 5 m. Atap ruangan di bagian bawah yang berukuran besar dihiasi oleh stalaktit, sementara flowstone dan pilar tumbuh di dekat dinding gua. Ornamen gua tersebut sebagian besar ditutupi oleh lumut, sehingga berwarna kehijauan. Dasar gua dilapisi oleh sedimen yang bercampur dengan fosfat guano. Beberapa lubang di dasar gua adalah bekas penggalian fosfat yang ditinggalkan. Sungai bawah tanah yang jernih mengalir lambat di bagian kanan mulut Gua Petruk. Dasar sungai dipenuhi oleh butiran batuan berbangun lonjong; terdiri dari batugamping, sedikit batuan gunung api dan batuan beku (andesit-basal).

Wisatawan yang mengunjungi Gua Petruk yang kaya dengan ornamen berbangun aneh dan lucu wajib ikut menjaga kesetimbangan ekologi-ekosistem gua, sehingga nilai keindahannya tetap terjaga dan terlestarikan. Demi keamanan dan kenyamanan wisatawan, untuk memasuki Gua Petruk disediakan head-lamp dan sepatu boot dengan jumlah yang terbatas.