La mayoría de las cuevas marinas son pequeñas en relación con otros tipos. Una compilación de estudios de cuevas marinas hasta julio de 2014 ( Cuevas marinas largas del mundo ) muestra 2 más de 1000 metros, 6 más de 400 metros, nueve más de 300 metros, 25 más de 200 metros y 108 más de 100 metros de longitud. En Noruega, varias cuevas marinas aparentemente relictas superan los 300 metros de longitud. No hay duda de que existen muchas otras grandes cuevas marinas, pero no se han investigado debido a su ubicación remota y/o a las condiciones hostiles del mar.
Varios factores contribuyen al desarrollo de cuevas marinas relativamente grandes. La naturaleza de la zona de debilidad en sí es sin duda un factor, aunque difícil de cuantificar. Un factor que se observa más fácilmente es la situación de la entrada de la cueva en relación con las condiciones imperantes en el mar. En la Isla de Santa Cruz, las cuevas más grandes se enfrentan a las condiciones predominantes de oleaje del noroeste, un factor que también las hace más difíciles de explorar. Las cuevas en bahías bien protegidas al abrigo de los mares y vientos predominantes tienden a ser más pequeñas, al igual que las cuevas en áreas donde los mares tienden a ser más tranquilos.
El tipo de roca huésped también es importante. La mayoría de las grandes cuevas marinas en la costa occidental de los Estados Unidos y Hawái están en basalto, una roca fuerte en comparación con la roca sedimentaria. Las cuevas basálticas pueden penetrar en acantilados donde la mayor parte de la superficie se erosiona relativamente lentamente. En rocas más débiles, la erosión a lo largo de una zona más débil puede no superar en gran medida a la de la cara del acantilado. Sin embargo, la cueva marina más grande del mundo se ha formado en la piedra arenisca Caversham, muy fracturada (Barth, 2013), cambiando nuestra comprensión de qué rocas huésped pueden formar grandes cuevas marinas.
El tiempo es otro factor. La zona litoral activa cambia a lo largo del tiempo geológico por una interacción entre el cambio del nivel del mar y la elevación regional. Las edades de hielo recurrentes durante el Pleistoceno han cambiado el nivel del mar dentro de un rango vertical de unos 200 metros. Se han formado importantes cuevas marinas en las Islas del Canal de California que ahora están totalmente sumergidas por el aumento del nivel del mar en los últimos 12 000 años. En regiones de elevación constante, la erosión litoral continua puede producir cuevas marinas de gran altura: La cueva pintada tiene casi 40 m de altura en su entrada. En la costa noruega hay enormes cuevas marinas que ahora se elevan a 30 o más metros sobre el nivel del mar. La datación de sedimentos en el mayor de ellos (Halvikshulen en Osen, de 340 m de largo) muestra que se formó durante un período de al menos un millón de años. Puede que sea la cueva con olas más larga del mundo. La cueva más grande por volumen es la Cueva Rikoriko en las Islas Poor Knights en Nueva Zelanda con 221.494 m3.
Finalmente, las cuevas que son más grandes tienden a ser más complejas. Con mucho, la mayoría de las cuevas marinas consisten en un solo pasaje o cámara. Los que se forman en fallas tienden a tener pasajes en forma de cañón o en ángulo que son muy rectos. En la Cueva Seal Canyon en la Isla de Santa Cruz, la luz de entrada todavía es visible desde la parte posterior de la cueva a 189 m de la entrada. Por el contrario, las cuevas formadas a lo largo de los planos de lecho horizontales tienden a ser más anchas con alturas de techo más bajas. En algunas áreas, las cuevas marinas pueden tener niveles superiores secos, levantados por encima de la zona litoral activa por levantamiento regional.
Las cuevas marinas pueden resultar sorprendentemente complejas, donde convergen numerosas zonas de debilidad, a menudo fallas. En la Cueva de las Catacumbas en la Isla de Anacapa (California), al menos seis fallas se cruzan. En varias cuevas de las Islas del Canal de California, largos pasajes de fisuras se abren en grandes cámaras más allá. Esto se asocia invariablemente con la intersección de una segunda falla orientada casi perpendicularmente a la que se encuentra a lo largo del pasaje de entrada. Cuando las cuevas tienen múltiples entradas, están expuestas a más acción de las olas y, por lo tanto, pueden crecer relativamente más rápido. Hay una cueva excepcionalmente grande debajo de Fogla Skerry, un islote frente a la costa de Papa Stour, en las Islas Shetland. Aunque no se ha revisado, las estimaciones lo sitúan a casi 500 m de paso. La cueva Matainaka en Nueva Zelanda tiene 12 entradas separadas a las que pueden penetrar las olas y numerosas articulaciones a lo largo de las cuales se han desarrollado pasajes que se cruzan.