Entender la dinámica y distribución espacial de los gases en las atmósferas subterráneas es esencial para aumentar la fiabilidad de los balances de carbono en los ecosistemas kársticos o las reconstrucciones paleoclimáticas basadas en depósitos de cuevas. Esta información científica también es muy valiosa para los gestores de cuevas para garantizar la seguridad de los visitantes y la conservación del patrimonio subterráneo. A través de un monitoreo exhaustivo de los principales parámetros del aire en una cueva templada poco profunda, desciframos los impulsores físicos y mecanismos involucrados en el intercambio de CO y radón entre la cueva y la atmósfera exterior, y cómo este proceso es desencadenado por los cambios en el clima local. Nuestros resultados revelan que la infiltración bifásica (agua más aire) en la red de estructuras penetrativas del suelo superior y la roca anfitriona ejerce un control notable sobre el ambiente de la cueva, retrasando la respuesta térmica del aire de la cueva a los cambios impulsados por el clima exterior y también el intercambio gaseoso entre la atmósfera de la cueva y el exterior. La ubicación de la cueva con respecto al afloramiento kárstico determina que este sitio subterráneo actúe como un emisor de gas durante el verano, lo cual es contrario a lo que sucede en muchas otras cuevas. También se registra un notable atrapamiento de gas a nivel micro-local en algunas galerías superiores.