Η ιερή εικόνα της «Παναγίας της Μεγαλοσπηλαιώτισσας», κορυφαίο ιερό κειμήλιο της Μονής του Μ. Σπηλαίου, είναι κατά την εκκλησιαστική μας παράδοση έργο του Ευαγγελιστή Λουκά (μία εκ των τριών που δημιούργησε και σώζονται μέχρι σήμερα). Σύμφωνα με ιστορικές μαρτυρίες, ο Ευαγγελιστής Λουκάς, μετά τον θάνατο του Αποστόλου Παύλου, έδρασε, όπως και ο Απόστολος Ανδρέας, στην Αχαΐα, όπου πιθανότατα συνέγραψε το Ευαγγέλιο και τις αριστουργηματικές «Πράξεις των Αποστόλων». 
Όταν ήρθε στην Αχαΐα, έφερε μαζί του την ιερή Εικόνα που αργότερα δώρισε στους πρώτους χριστιανούς. Την εποχή των διωγμών, αυτοί κατέφυγαν για ασφάλεια στο Μ. Σπήλαιο, όπου και έκρυψαν το ιερό κειμήλιο. Η Εικόνα, με φανερά τα ίχνη από τις πολλές πυρκαγιές, είναι ανάγλυφη, πλασμένη από κερί, μαστίχα και άλλες ύλες. Φέρει ένθετα στοιχεία, είναι χρωματισμένη και έχει χρυσά διαγράμματα. Το σώμα της Παναγίας είναι στραμμένο δεξιά, με την κεφαλή στραμμένη προς τον Υιό της (Δεξιοκρατούσα), ο οποίος με το αριστερό του χέρι κρατάει ελαφρά την αριστερή παλάμη της Μητρός Του, και με το δεξιό το Ευαγγέλιο. Δεξιά και αριστερά της κηρόπλαστης Εικόνας παρίστανται, μετά φόβου, άγγελοι. Στις τέσσερις γωνίες της Εικόνας, εικονίζονται δεξιά εξαπτέρυγα Σεραφείμ και αριστερά πολυόμματα Χερουβείμ.
Στο πλαίσιο μελέτης της κατάστασης διατήρησης και αναγνώρισης των υλικών και των τεχνικών κατασκευής της ιερής Εικόνας που πραγματοποιείται από την Διεύθυνση Συντήρησης Αρχαίων και Νεοτέρων Μνημείων του Υπουργείου Πολιτισμού και Αθλητισμού, πραγματοποιήθηκε πρόσφατα διαγνωστικός έλεγχος και ανάλυση της εικόνας με μη καταστρεπτικές μεθόδους ακτινολογικής μελέτης στον Τομέα Διαγνωστικής Επεμβατικής Ακτινολογίας της Ευρωκλινικής Αθηνών υπό την ευθύνη και καθοδήγηση του Διευθυντή του Τμήματος κ. Γ. Βάκρινου και του Συντηρητή Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης, υπεύθυνου του Εργαστηρίου Συντήρησης του Ερευνητικού Προγράμματος Αρχαίας Ελίκης κ. Κ. Κιούση.
Οι εργασίες πραγματοποιήθηκαν σε απόλυτα ελεγχόμενες συνθήκες, με σταθερές τιμές στην θερμοκρασία περιβάλλοντος, και με απόλυτη ασφάλεια. Έγινε σάρωση ολόκληρης της έκτασης της εικόνας με αξονικό τομογράφο, με τομές πάχους 0,5 χιλιοστών, και λήψη ψηφιακής ακτινογραφίας της κεντρικής περιοχής ενδιαφέροντος με την μορφή της Παναγίας και του Θείου Βρέφους, ενώ η όλη διαδικασία τεκμηριώθηκε φωτογραφικά σε όλα τα στάδια. Με τις χρησιμοποιηθείσες μη καταστρεπτικές μεθόδους, δηλαδή χωρίς την λήψη δείγματος από την εικόνα, όπως συνήθως συμβαίνει με τις συμβατικές μεθόδους ανάλυσης ενός έργου τέχνης, προέκυψε ένας τεράστιος όγκος διαθέσιμων πληροφοριών για την υπό εξέταση ιστορική Εικόνα ώστε οι συντηρητές του έργου μπορούν με ασφάλεια να οδηγηθούν στην επιλογή των ορθότερων τεχνικών συντήρησής του.
