Le canyon spectaculaire des gorges constitue à lui seul un patrimoine géologique exceptionnel. S'ajoute les 1000 mètres d'épaisseur de pélites rouges constituants le sous-sol des gorges, des figures sédimentaires fossiles associées (ripple-mark, fentes de dessiccation, traces de gouttes de pluie), des marmites de géant sculptées par l'érosion torrentielle ou encore le contact Permien (aire primaire) – Trias (aire secondaire), rarement visible en France.

L’intérêt géologique du site s’étend bien au-delà de la réserve elle-même.