Η πηγή του Καραβόμυλου αποτελεί μία υποθαλάσσια υφάλμυρη καρστική πηγή μεγάλης παροχής που βρίσκεται στον ομώνυμο οικισμό Καραβόμυλο, 2,5χλμ ΒΔ της Σάμης. Ο οικισμός Καραβόμυλος και κατ’ επέκταση και η πηγή, πήρε το όνομά του από υδρόμυλο που λειτουργούσε εκεί, χρησιμοποιώντας ένα σιδερένιο τροχό πλοίου. Ωστόσο, υπάρχει καταγραφή ότι στην ίδια περιοχή λειτουργούσαν υδρόμυλοι από το 1890 που κινούνταν με το υφάλμυρο νερό που αναβλύζει ακόμα στο συγκεκριμένο σημείο. Η πηγή παρουσιάζει μεγάλο γεωλογικό και βιολογικό ενδιαφέρον. Αποτελεί μια από τις σημαντικότερες πηγές του ευρύτερου καρστικού δικτύου της περιοχής και συνδέεται μέσω του υπόγειου καρστικού συστήματος με τις καταβόθρες του Αργοστολίου.

Η δημιουργία της πηγής οφείλεται στην έντονη καρστικοποίηση που εμφανίζει η περιοχή εξαιτίας της θέσης και της λιθολογία της. Η περιοχή της Σάμης βρίσκεται κοντά στην επώθηση της Ιονίου ζώνης επί της αυτόχθονης ζώνης της Προ-Απούλιας με αποτέλεσμα η περιοχή να εμφανίζει έντονη τεκτονική δραστηριότητα. Αυτό έχει ως συνέπεια τον έντονο κατακερματισμό των ανθρακικών πετρωμάτων (ασβεστόλιθοι), τα οποία δομούν κυρίως τις δύο ζώνες, και τη δημιουργία υπόγειων και επιφανειακών μορφών καρστικής διάλυσης. Η συγκεκριμένη πηγή αποτελεί πηγή εκφόρτισης ενός φυσικού καρστικού έγκοιλου σε πλακώδεις ασβεστόλιθους του Αν. Κρητιδικού (100,5-66 εκατ. έτη) της Προ-Απούλιας ζώνης , το οποίο βρίσκεται σε απόσταση 80 μ από την ακτή και έχει απομονωθεί με τοιχίο από την θάλασσα δημιουργώντας μία τεχνητή λίμνη. Η λίμνη αυτή είναι σχεδόν κυκλική, με υφάλμυρο νερό που αναβλύζει από τον πυθμένα της και καταλήγει στη γειτονική θάλασσα, στον όρμο της Σάμης. Η διάμετρος της λίμνης είναι 50 μ, έχει βάθος γύρω στο 1 μ και ο πυθμένας της καλύπτεται από φύκια και λάσπη.

Ύστερα από σπηλαιοκαταδυτικές έρευνες ανακαλύφθηκε σιφόνι το οποίο ξεκινά από τη δυτική όχθη της λίμνης όπου το βάθος της αγγίζει 3 μ. Το έγκοιλο συνεχίζει ως σιφόνι μήκους 260 μ, με μέγιστο βάθος 15 μ και μέσο βάθος 7 μ.. 20 μ από την είσοδο εντοπίζονται δύο μικρές πλάγιες σπηλιές, ενώ στα 130 μ από την είσοδο, το σιφόνι διευρύνεται σχηματίζοντας μία ευρύχωρη αίθουσα. 70 μ μετά αναπτύσσεται μια δεύτερη αίθουσα, που καταλήγει στα δεξιά σε μια μικρή κοιλότητα με αέρια έκθεση ενώ προς τα αριστερά εντοπίζεται μια ακόμα μικρή αίθουσα. Στο δάπεδο παρατηρούνται βραχοπτώσεις και θραύσματα σταλακτιτών τα οποία προς το τέλος του σιφονιού δεν επιτρέπουν τη διέλευση. Η συνέχεια του σιφονιού συνδέει τον Καραβόμυλο με το υπόλοιπο καρστικό δίκτυο της περιοχής.

H σύνδεση των Καταβόθρων του Αργοστολίου με τις πηγές του Καραβόμυλου, πιστοποιήθηκε από τους Maurin & Zötl το 1963, με τη ρίψη χρωστικής ουρανίνης στις Καταβόθρες, η οποία και ανιχνεύτηκε 14 μέρες αργότερα στις πηγές του Καραβόμυλου. Θαλασσινό νερό που εισέρχεται αδιάλειπτα στα διαρρηγμένα ασβεστολιθικά πετρώματα στις Καταβόθρες Αργοστολίου με ταχύτητα ροής 3 m3/ sec, κινείται υπογείως προς την ανατολική πλευρά της Κεφαλονιάς (περιοχή της Σάμης) και αναμιγνύεται με γλυκό νερό που κατεισδύει στο εσωτερικό των ανθρακικών πετρωμάτων του ορεινού όγκο του Αίνου. Ως αποτέλεσμα το γλυκό νερό παρασύρει το θαλασσινό, διασχίζοντας το νησί από το Αργοστόλι ως τη Σάμη και αναβλύζει ως πηγές υφάλμυρου νερού 15 Km ανατολικότερα, στην ευρύτερη περιοχή της παραλιακής ζώνης του Καραβόμυλου. Η διαφορά υψόμετρου μεταξύ απώλειας και επανεμφάνισης του νερού, οφείλεται κυρίως στην ανάμειξη του αλμυρού νερού με το γλυκό.