Theo kết quả khảo sát chi tiết của Hiệp hội Hang động Hoàng gia Anh (BCRA) phối hợp cùng Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, đặc biệt là trong chuyến thám hiểm năm 2009 do Howard Limbert dẫn đầu, chiều dài của Hang Sơn Đoòng được xác định vào khoảng 9 kilômét (km).
Con số 9km này đặt Sơn Đoòng vào danh sách những hang động dài nhất, nhưng điều thực sự làm nên danh hiệu "lớn nhất thế giới" của nó lại nằm ở sự kết hợp của chiều dài với chiều rộng và chiều cao, tạo nên một thể tích không gian khổng lồ. Tại những điểm rộng nhất, lòng hang mở ra đến 150 mét - đủ để hai chiếc máy bay Boeing 747 đậu song song. Chiều cao của vòm hang cũng không kém phần kinh ngạc, có những đoạn vút lên tới 200 mét, tương đương với một tòa nhà chọc trời khoảng 40-50 tầng.
Chính sự kết hợp của ba chiều không gian này đã tạo nên một thể tích ước tính lên đến 38,5 triệu mét khối. Để dễ hình dung, toàn bộ một khu phố với những tòa nhà cao tầng ở New York có thể nằm gọn bên trong lòng hang. Thể tích khổng lồ này đã chính thức đưa Sơn Đoòng vượt qua Hang Deer ở Malaysia để giữ vững vị trí hang động tự nhiên lớn nhất hành tinh được biết đến cho tới nay. Như vậy, khi hỏi về Sơn Đoòng, chiều dài 9km là một thông số quan trọng, nhưng chính thể tích khổng lồ mới là yếu tố quyết định cho danh hiệu vô địch của nó.



