Ένα από τα πιο γνωστά και πανέμορφα αξιοθέατα της Κεφαλονιάς, με έντονο ιστορικό ενδιαφέρον, είναι το λιμνοσπήλαιο της Μελισσάνης.
Πρόκειται για ένα σπήλαιο – λίμνη που βρίσκεται στον Καραβόμυλο, πολύ κοντά στην Σάμη. Η φυσική είσοδος του σπηλαίου είναι κατακόρυφη διαστάσεων 40 x 50 μ. και δημιουργήθηκε από την πτώση ενός τμήματος της οροφής.
Ανακαλύφθηκε το 1951 από τον σπηλαιολόγο Πετρόχειλο και από τότε μετά από διαδικασίες κατασκευής πρόσβασης έχει παραδοθεί στην τουριστική εκμετάλλευση.
Ένα μεγάλο μέρος της οροφής της έχει καταρρεύσει, με αποτέλεσμα να παρατηρείται μια ιδιομορφία, αλλά και μοναδικότητα. Τεχνητή είσοδος με σκαλοπάτια και μακρύς υπόγειος διάδρομος επιτρέπει την επίσκεψη στο σπήλαιο.
Ειδικά την στιγμή που ο ήλιος βρίσκεται στο υψηλότερο σημείο του το θέαμα είναι μαγευτικό, καθώς οι ηλιαχτίδες του καθρεφτίζονται στα καταγάλανα νερά.
Στην αρχαιότητα, η λίμνη ήταν τόπος λατρείας του Πάνα και της νύμφης Μελισσάνθης. Ο μύθος λέει πως η Μελισσάνθη αυτοκτόνησε μέσα στη λίμνη από τη λύπη της, επειδή ο Πάνας δεν ανταποκρίθηκε στον έρωτά της.
Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή η βοσκοπούλα Μελισσάνθη έχασε ένα πρόβατο και καθώς προσπαθούσε να το βρει, σκόνταψε και έπεσε μέσα στη λίμνη.
Μέσα στη λίμνη βρίσκεται ένα νησάκι, στο οποίο ο αρχαιολόγος Σ. Μαρινάτος ανακάλυψε ιερό του Πάνα, τα ευρήματα του οποίου βρίσκονται στο Αρχαιολογικό Μουσείο Αργοστολίου.
Τα ευρήματα αυτά είναι ένα πήλινο ειδώλιο του θεού Πάνα, ένας πήλινος δίσκος που απεικονίζει νύμφες να χορεύουν, μια πήλινη πλάκα με πομπή νυμφών καθώς και ένα μικρό πλακίδιο με ανάγλυφη γυναικεία μορφή.
Στο μοναδικό αυτό λιμνοσπήλαιο συναντάμε και ένα άλλο φαινόμενο. Το νερό εισχωρεί στα ασβεστολιθικά πετρώματα, τα διαβρώνει και δημιουργούνται κοιλώματα σε μια διαδικασία που ονομάζεται καρστικοποίηση.
Το 1963 διαπιστώθηκε ότι το λιμνοσπήλαιο επικοινωνεί με ολόκληρο το καρστικό δίκτυο του νησιού και μάλιστα επιβεβαιώθηκε με έλεγχο με χρωματιστό νερό που διοχετεύτηκε από τις καταβόθρες στο Αργοστόλι, στο άλλο άκρο της νήσου.
Η ξενάγηση του επισκέπτη σήμερα γίνεται με βάρκα και μπορεί να απολαύσει το μαγευτικό θέαμα από σταλακτίτες, κρυστάλλινο νερό, αλλά και το φως του ήλιου που συνυπάρχουν αρμονικά.
Η λίμνη βρίσκεται 20 μ. κάτω από την επιφάνεια του εδάφους και το βάθος των νερών της κυμαίνεται από 10 μ. έως 30 μ. Σταλακτίτες με περίεργα σχήματα στολίζουν το μεγαλύτερο τμήμα του σπηλαίου.