Bên trong núi, có một hang động lớn với các cột nhũ đá được ví như “trụ chống trời”. Theo tương truyền, động có tên là “Tiên nữ”. Bên trong động là ngôi chùa cổ kính, được xác định có từ thời nhà Lý, tên gọi “Kim Sơn Tự”, người dân ở đây thường gọi là chùa Hang.
Các văn bia cổ trên vách đá trong hang ghi chùa Hang còn có tên là chùa Tiên Lữ với huyền thoại lưu truyền trong dân gian: núi chùa Hang thường có các vị Tiên xuống dạo chơi, đánh cờ, tắm mát ở giếng “Mắt Rồng” dưới chân núi .
Tương truyền “Chùa Hang - Kim Sơn Tự” có từ thời nhà Lý do Nguyên Phi Ỷ Lan cho xây dựng nhân một chuyến kinh lý Thái Nguyên qua vãn cảnh cùng với Động Linh Sơn.Thấy phong cảnh hữu tình, núi non kỳ vĩ, hang động rộng lớn bà cho lấy hang dựng chùa thờ Phật. Có lẽ “Kim Sơn Tự” ra đời từ đây. Sách “Đại Nam nhất thống chí” viết: Núi đá Hóa Trung (Núi Nghiên) ở cách huyện lỵ Đồng Hỷ chừng 20 dặm về phía Tây Bắc, trong động có nhiều cột đá lớn, phía trước và sau đều có cửa, người ta nhân động làm chùa. Sách “An Nam nhất thống chí” ghi: Núi Long Tuyền ở huyện Đồng Hỷ có hang rộng rãi có thể chứa hơn 300 người. Trong động thờ Phật và các vị Bồ Tát. Từ những ghi chép trên đối chiếu với khảo sát thực tại thì hai núi Hóa Trung và Long Tuyền tương thích với di tích thắng cảnh “Chùa Hang - Kim Sơn Tự”.
Chùa Hang đã được xếp hạng di tích thắng cảnh cấp quốc gia năm 1999. Tham quan chùa Hang, du khách không khỏi trầm trồ trước nét cổ kính của ngôi chùa trong hang với nhiều nhũ đá kỳ thú. Hang có nhiều ngóc ngách, cửa thông trước sau, vì vậy không khí trong chùa luôn điều hòa trong lành, ấm áp mùa đông, mát mẻ mùa hè.
Ngày nay, với sự quyết tâm của nhà chùa, phật tử và nhân dân cùng chính quyền địa phương, quần thể văn hóa du lịch tâm linh được xây dựng xung quanh khu đất dưới chân 3 ngọn núi thiêng. Quần thể tâm linh chùa Hang được hình thành trên quan điểm bảo tồn nguyên vẹn chùa Hang cổ và xây dựng các khu mới như Tam quan, Chính điện Tam Bảo, khu Hoằng Pháp, Tổ đường, Bảo tháp... Quần thể được nhiều kiến trúc sư nổi tiếng, các nghệ nhân làng nghề tham gia quy hoạch, thiết kế, xây lắp, nhằm bảo tồn tối đa lối kiến trúc nguyên thủy đặc thù của chùa gỗ vùng Bắc bộ thời nhà Lý. Chính điện Tam Bảo đã được nhà sử học Lê Văn Lan ví là “Chùa Báu núi Thiêng”, đây cũng là tựa trên bức đại tự giữa Điện Tam Bảo được nhà chùa trân trọng lựa chọn.
Ở thời khắc quan trọng đầu tiên của năm 2015, nhằm ngày 11 tháng 11 năm Giáp Ngọ, khi mà khí thiêng đã tỏa, quang minh, trời đất giao hòa, tâm nhân rộng mở, lễ hội khánh thành Chính điện Tam Bảo và đặt long cốt khu Tổ đường đã được long trọng tổ chức. Để có được một tác phẩm tâm linh Phật giáo đương đại đó không thể không nhắc đến vị chân sư Đại đức Thích Nguyên Thanh. Ông là người tu hành tại chùa Hang, phát tâm nỗ lực tổ chức việc quy hoạch và thiết lập khu chùa Hang mới với hai quan điểm quan trọng của vị Đại đức là: bảo tồn đồng bộ nét kiến trúc chùa cổ thời Lý nhằm nhắc đến lịch sử ra đời của chùa Hang và sử dụng chữ quốc ngữ với lối viết chuẩn đương đại cho toàn bộ các hoành phi, câu đối trong chùa.
Cũng trong đại lễ long trọng đầu năm 2015, Giáo hội Phật giáo tỉnh Thái Nguyên cũng tuyên giao quyết định Trụ trì chùa Hang cho Đại đức Thích Nguyên Thanh, đây như là một thông điệp gửi đến đông đảo phật tử, chư tôn, nhân dân trong vùng:
“Thiên thời địa lợi nhân hòa/Trong ba thứ ấy duyên đâu sánh vừa/Chọn nay tâm Phật giữa đời/Nguyện mong đem sức hợp duyên giúp đời”.
