L'illumination emblématique de la grotte bleue dépend d'une seule variable : l'angle sous lequel la lumière du matin pénètre une fissure calcaire submergée sur le flanc ouest de la péninsule de Luštica. Entre 10h00 et 14h00, lorsque le soleil atteint une élévation optimale au-dessus de l'horizon adriatique, les rayons entrants se réfractent à travers l'entrée d'eau de mer de la grotte et se diffusent sur ses parois calcaires, baignant l'intérieur d'un éclat cobalt électrique. En dehors de ce créneau, la chambre retombe dans l'ombre. La formation géologique de la grotte a commencé il y a environ deux millions d'années, lorsque la pression tectonique a fracturé les couches sédimentaires de la péninsule et que les oscillations du niveau de la mer ont sculpté la grotte actuelle. Contrairement à la plupart des grottes côtières accessibles à pied, celle-ci n'offre aucune entrée terrestre — les visiteurs arrivent exclusivement par bateau privé ou hors-bord organisé, une contrainte qui a préservé son état vierge.
Le littoral adriatique du Monténégro abrite moins d'une douzaine de grottes submergées, mais la géométrie particulière de la grotte bleue — une ouverture étroite sous la ligne de flottaison, une chambre en forme de dôme au-dessus — crée les conditions optiques rares qui produisent sa couleur caractéristique. Le phénomène n'est ni bioluminescent ni artificiel ; il est purement réfractif, dépendant d'un temps clair et d'une mer calme. Pendant les mois d'été, lorsque la transparence de l'Adriatique atteint son apogée, la visibilité à l'intérieur de la grotte peut dépasser huit mètres, révélant la texture granuleuse du calcaire et le passage occasionnel de bancs de castagnoles à travers les rayons de lumière. La grotte se trouve dans une zone marine protégée, et les réglementations environnementales du Monténégro limitent l'entrée des bateaux à moteur aux heures de clarté, interdisant le jet d'ancre dans un rayon de 50 mètres.
Les départs pour l'excursion en bateau de Budva à la grotte bleue se regroupent tôt le matin, afin d'atteindre la péninsule avant la foule de midi. La plupart des itinéraires en hors-bord associent la grotte à des arrêts secondaires — les fortifications austro-hongroises de l'île de Mamula, la crique sablonneuse de Žanjice, ou la traversée plus longue vers Vis et Hvar en territoire croate. Ces itinéraires multi-îles durent généralement de six à huit heures, la grotte bleue bénéficiant d'une fenêtre de 20 à 30 minutes pour la baignade et les photos. Les opérateurs touristiques partent de la marina principale de Budva, où une flotte de bateaux semi-rigides et de hors-bords en fibre de verre s'aligne entre 08h00 et 09h30. La traversée aller couvre environ 12 milles marins, traversant des eaux libres avant de se frayer un chemin dans les criques sud de la péninsule de Luštica.
L'entrée dans la grotte elle-même reste gratuite, une politique appliquée par le ministère du Développement durable du Monténégro, bien que l'accès dépende de la réservation d'une place à bord d'un navire agréé. La chambre de la grotte mesure environ 15 mètres de diamètre, avec une hauteur de plafond de neuf mètres à son sommet, assez grande pour accueillir deux ou trois bateaux simultanément mais suffisamment petite pour que la congestion pendant les semaines de pointe de l'été — fin juillet à mi-août — puisse réduire les temps de visite individuels à moins de dix minutes. En dehors de ces périodes, la grotte retrouve le rythme tranquille de la péninsule : bateaux de pêche à l'aube, yacht occasionnel au mouillage au large, et le faible bourdonnement d'une excursion en bateau de Budva à la grotte bleue attendant le départ du lendemain matin.