La cueva de Santa Rita se sitúa en el poblado de nombre homónimo, a unos cinco kilómetros al oeste del poblado de Levisa, en el municipio de Mayarí. Sus coordenadas son X: 633850 Y: 223230 de la hoja 5077-I-b de la carta 1:25000 del ICGC. La entrada se localiza en la parte baja de un pequeño farallón al este de la cuenca del río Grande, afluente del Mayarí, muy cerca de la línea férrea.

Se trata de una cavidad predominantemente horizontal, aunque presenta tres niveles de cavernamiento los que se unen por medio de pequeños resaltes y planos inclinados de pequeña longitud. El recorrido total de la cavidad es de 378 m y un arroyo subterráneo se halla presente en las galerías más profundas de la cavidad sin que salgan al exterior, las aguas del arroyo se infiltran hacia el subsuelo por medio de un sumidero que se halla a unos 50 metros de la entrada. No obstante, en épocas de lluvias intensas, las aguas del arroyo rebasan el sumidero y salen al exterior por la entrada de la cueva.

Esta caverna fue descubierta para la arqueología por Jorge Febles y Alexis Rives durante las jornadas exploratorias a la región efectuadas en el año 1983 y en la misma se hallaron numerosas evidencias arqueológicas asociadas a las comunidades de los Cazadores – Recolectores, consistentes en varios artefactos de sílex.

En febrero de 1984 se realizaron dentro de la cueva dos excavaciones rigurosamente controladas, la primera en febrero dirigida por José M. Guarch al frente del Grupo de Trabajo de Arqueología de la Delegación Territorial de la A.C.C. en Holguín y la segunda en noviembre del propio año a cargo de Jorge Febles Dueñas.

Durante las excavaciones, se hallaron cuantiosos restos de instrumentos de sílex, así como material dietario.  Durante los trabajos en la cueva fue reportado un petroglifo por Rodolfo González Marrero, aficionado del poblado de Levisa.

El petroglifo ubicado a 16 metros de la entrada de la cueva y en la zona de penumbra, representa un rostro antropomorfo muy estilizado y similar a las caratonas realizadas en conchas por los grupos agricultores. Este petroglifo fue realizado mediante la técnica de la incisión o rayado. Es necesario aclarar que, en los estratos superiores de las excavaciones efectuadas en la cueva, aparecieron restos de cerámica prehispánica, así como algunos fragmentos de burenes.

Posteriormente, en el año 2016 los arqueólogos Racso Fernández y Dany Morales hallaron un nuevo petroglifo en la entrada de la cueva esta vez compuesto por figuras geométricas y realizado con la técnica de percusión.