Длина Большой каньона Крыма - 3,5 км.

Глубина Большой каньона Крыма - превышает 320 м. Ширина в некоторых местах не превышает - 3 м.

Максимальная высота ложа Большой каньона Крыма около 500—600 м над уровнем моря.

Сформировался в верхнеюрских массивных (неслоистых) известняках под действием водной эрозии около 1,5 — 2 миллионов назад на месте тектонической трещины. Является северо-восточной границей Ай-Петринского массива, массива г. Бойка.

В результате действия водной эрозии образовалось русло каньона, представляющее собой впадину с гладкими стенами по бортам, с нагромождениями глыб и валунов на дне, с порогами (т.е выходами более твёрдых горных пород), водопадами до 3-4 метров высотой и с эрозионными котлами (так называемыми ваннами) глубиной до 2,5 метров, шириной в оба борта и длиной до 10 м. Всего в каньоне насчитывается более 150 подобных котлов.

Каньон орошают многочисленные горные потоки, ручьи и источники (наиболее крупный из них — Пания имеет среднегодовой расход воды — 350 литров в секунду), которые на выходе из ущелья сливаются в реку Аузун-Узень (крым. Устьевая или Ротовая река). Температура воды в реке и её притоках никогда не превышает +11ºС. От слияния рек Аузун-Узень и Сары-Узень образуется река Коккозка, являющаяся левым притоком наиболее многоводной реки Крыма — Бельбека.

Только в период второй половины лета и осенью, когда выпадает мало осадков, каньон становится почти сухим и более доступным для осмотра. В дождь находиться в каньоне опасно, в каньоне усиливаются камнепады, по этой причине и в сухую погоду опасно подходить к стенам каньона. После многочасовых дождей по руслу несётся разрушительный водяной поток, сметающий на своём пути тяжёлые валуны.

Источник Пания, крупнейший (370 л/с) карстовый источник Крыма. Впервые исследован и описан Н. В. Рухловым в 1915 г.

В Большом каньоне Крыма особый микроклимат, сформировавшийся благодаря его геоморфологическим особенностям и расположению. Отличительной чертой микроклимата каньона является более высокий уровень влажности и более низкий уровень температур, по сравнению с окружающей территорией. Растительность здесь развивается с опозданием на 3-4 недели, в сравнении с окружающими лесами. Но в ледниковую эпоху, хорошо изолированный каньон стал убежищем для многих теплолюбивых растений.