Уникальность Мовиле состоит в химическом составе воздуха. Если в земной атмосфере содержится 21% кислорода, то в гротах Мовиле этот показатель не превышает 10%. Вместо кислорода здесь повышенное содержание углекислого газа, которое доходит до 3,5%, метана, который составляет 1-2%, а также большое количество аммиака и сероводорода. Последние два газа также присутствуют в водах пещеры. Но как живые организмы могут выживать в таких ужасных, с точки зрения землян, условиях? Ведь здесь совершенно нет солнечного света, необходимого для фотосинтеза, а в условиях токсичной атмосферы живут не только бактерии, но и пауки, насекомые и ракообразные. Предки всех этих видов были обитателями тропического климата, который царил на территории Румынии миллионы лет назад. В результате геологических изменений они оказались в ловушке подземного мира, где просуществовали в полной изоляции как минимум последние 500 000 лет. Часть свидетелей катастрофы погибла, а остальная часть выжила, эволюционировала и благополучно пережила ледниковый период в теплом подземном гроте.
На данный момент в пещере обнаружено 48 видов живых существ, и лишь 15 из них можно встретить за пределами Мовиле, остальные — исключительные обитатели этого уникального места. Основу пищевой цепи в пещерной экосистеме составляют не растения, а бактерии, получающие первичную энергию в результате хемосинтеза. Эти бактерии образуют питательную среду для более сложно устроенных организмов, а на вершине пищевой пирамиды располагаются хищники — пауки, скорпионы, крупные насекомые. Животные в этой пещере весьма своеобразны: у них совершенно не развито зрение, у насекомых нет крыльев, а большинство из них прозрачно или бесцветно. Все то, что играет важную роль для обитателей поверхности, совершенно не нужно в подземном мире Мовиле. Ученые полагают, что существующие в метаново-углекислой атмосфере организмы могут помочь человечеству в решении современных экологических проблем.
Ученые проникают в пещеру через вертикальную шахту, а в те пещерные гроты, где царит «внеземная» жизнь, можно попасть, только если проплыть по сероводородной подземной реке. В Мовиле действует особый режим посещения. Сюда проникают только в специальных стерильных костюмах, а время пребывания строго ограничено. Это сделано для того, чтобы люди своим присутствием не нарушили целостность этого хрупкого мира, не привнесли в него новых обитателей и не изменили химический состав атмосферы, ведь при дыхании человека выделяются углекислый газ и в незначительных количествах кислород.