Geomorfología
Siguiendo el curso del río, se pueden distinguir hasta tres zonas bien diferenciadas según las estructuras geomorfológicas y los materiales que atraviesa.
En primer lugar aparecen las calizas y dolomías del Jurásico Superior, con aspecto tableado e intercaladas de material arcilloso. Un buen sitio para observar estas formaciones es la zona de la presa de las Librerías.
Si se continua aguas abajo, aparecen materiales del Cretácico, donde se observan paredes verticales que sobrepasan en ocasiones los 200m. de desnivel.
Por último, el río corta una zona de materiales del Jurásico con un plegamiento en anticlinal muy vistoso que se pede admirar a escasos metros de la Casa de la Toba.
Presenta además otros elementos kársticos típicos de la evolución de vertientes, como son los desprendimientos de grandes rocas, cascadas, travertinos, meandros, surgencias y cavidades. El travertino mas importante que se puede ver se sitúa en la zona de la Casa de la Toba, excavada en la misma roca. Este travertino esta relacionado con un antiguo represamiento del río Guadiela.
Otro elemento destacable por su singularidad y belleza dentro del Monumento Natural, es el Sumidero de Mata de Asnos, situado a unos 3 km. de la Hoz. Se trata de un sumidero (cavidad que recorre las aguas de un pequeño arroyo), que recorre mas de 4 km. hasta su salida en las proximidades de la casa de la Toba.