Η Μονή Παναγίας στο Σπήλαιο Γρεβενών είναι μία από τις μονές του νομού, που δέχονται πάρα πολλούς επισκέπτες. Η παλαιότητα της μονής, το καταπράσινο φυσικό περιβάλλον στο οποίο είναι χτισμένη και η γοητεία του οικισμού του Σπηλαίου, δικαιολογούν την αγάπη του κόσμου και την επιθυμία του να επιστρέφει στο χωριό και στη μονή.
Πρόκειται για έναν από τους παλιότερους οικισμούς της Δυτικής Μακεδονίας. Ο οικισμός έχει χτιστεί στις ανατολικές παρυφές της Πίνδου, στους πρόποδες του όρους Σταυρού, που παλιά ονομαζόταν «Σπίλος»(ύψομ. 1000 μ), που είναι συνέχεια του Καρέτσου (ύψομ. 2.000μ) και του Όρλιακα και απέχει 25 χλμ. από τα Γρεβενά.
Είναι γνωστό από την ιστορία ότι οι κάτοικοι του Σπηλαίου μαζί με τους κατοίκους του Περιβολίου και του Ζιάκα αποτελούσαν πάντοτε τους πυρήνες των μαχητών του αρματολικιού της Πίνδου.
Διάφορα αρχαιολογικά ευρήματα στο χώρο της σημερινής επάνω πλατείας του οικισμού (Μεσοχώρι) αποτελούν ουσιαστικά δεδομένα για τη συνεχή ύπαρξη οικισμού στην περιοχή αυτή από την εποχή του χαλκού.
Πολύ κοντά στον οικισμό, σε ψηλότερο σημείο, υπάρχουν σημαντικά λείψανα αρχαίων, ρωμαϊκών και μεσαιωνικών οχυρώσεων, ακρόπολη και τείχη.
Στη Βόρεια και Δυτική πλευρά υπάρχουν τα κτίσματα (ηγουμενείο, κελιά, ξενώνες, αποθήκες).
Στη ΝΔ γωνία βρισκόταν η υπόγεια κρύπτη κειμηλίων και στη Νότια κτίσματα βοηθητικά. Από Ανατολικά έφρασσε το χώρο ο περίβολος. Η μονή είναι σταυροπηγιακή, υπαγόταν στην Αρχιεπισκοπή Αχριδών και καθαγιάσθηκε στο όνομα της «Πανυπεράγνου Δεσποίνης Θεοτόκου και Αειαπαρθένου Μαρίας».
Στη μέση του χώρου οικοδομήθηκε το καθολικό της μονής που είναι μία παραλλαγή του αθωνικού τύπου , με νάρθηκα και μεταγενέστερο εξωνάρθηκα. Αργότερα, μαζί με την Μονή Ευαγγελισμού Μπουνάσας, συγχωνεύτηκε με τη Μονή Ζάβορδας. Πρόκειται για μία τρουλαία βασιλική με χορούς και λιτή.
Ιδιαίτερα επιμελημένη είναι η εισόδομη τοιχοποιία του καθολικού η οποία μιμείται το βυζαντινό πλινθοπερίβλητο σύστημα δομής.
Οι εξωτερικές Α. κόγχες της αψίδας του Ιερού και των παραβημάτων διακοσμούνται με επάλληλες σειρές τοξωτών ανακουφιστικών κογχών, με την ίδια εισόδομη πλινθοπερίκλειστη τοιχοποιία.
Τη χρονολογία της ανεγέρσεως και ανιστορήσεως του καθολικού γνωρίζουμε από τις επιγραφές του ναού, από τις οποίες οι δύο είναι κτιτορικές και οι υπόλοιπες πέντε αναφέρονται στην ιστόρηση. Η διακόσμησή του έγινε από τους ζωγράφους Νικόλαο και Ιωάννη σε δύο φάσεις. Τα ανώτερα τμήματα και οι χοροί κοσμήθηκαν στα 1649-1650, ενώ από τους χορούς έως το δυτικό τοίχο του κυρίως ναού το 1651-1652.
Στα κιονόκρανα και στα δοκάρια (ελκυστήρες) του καθολικού υπάρχουν και άλλες επιγραφές, με διάφορες λεπτομέρειες σχετικές με την ανιστόρηση του ναού.
Τα κειμήλια που φυλάσσονται σε ειδικό χώρο της μονής περιγράφει ο Νικόλαος Χρ. Κοτζιάς , όπως και τις φορητές εικόνες.
Στο εσωτερικό του καθολικού υπάρχει αξιόλογο ξυλόγλυπτο επιχρυσωμένο και ζωγραφισμένο τέμπλο. Αξιόλογα, επίσης, είναι και τα ξυλόγλυπτα θυρόφυλλα της Δ. θύρας.
Ενδιαφέρουσες τοιχογραφίες και σε πολύ καλή κατάσταση διατηρούνται στο εσωτερικό του ναού (1640-1658). Ενδεικτικά αναφέρουμε τον Άγιο Αχίλλειο και τον Άγιο Δημήτριο «τον Μυροβλήτη». Ενδιαφέρον είναι και το λαϊκότροπο τέμπλο του διακονικού.
Οι δεσποτικές εικόνες έγιναν το 1637. Στη βάση της δεσποτικής εικόνας ου Χριστού υπάρχει επιγραφή. Η τοιχογραφία ολοκληρώθηκε από τους ζωγράφους Νικόλαο, Ιωάννη και Μιχάλη (εκ Γέρμας) και τον Ηλία από το Επταχώρι, το 1640. Το ιερό τοιχογραφήθηκε το 1641 και ο υπόλοιπος ναός το 1658.
Η μονή διαλύθηκε με τον Ν. 4648/1930 και τα κειμήλια μεταφέρθηκαν στη Μονή Ζάβορδας.
Ενδιαφέρουσα, τέλος, είναι η καλά διατηρημένη σιδερένια εσωτερική κλειδαριά της δυτικής θύρας.
Από το μοναστήρι της Παναγίας πέρασε, σύμφωνα με την προφορική παράδοση, δύο φορές ο Κοσμάς ο Αιτωλός (1714-1779) και ίδρυσε κρυφό Σχολείο που λειτουργούσε για αρκετά χρόνια.
