La base o sustrato de la Depresión de Ronda está constituida por varios tipos de rocas sedimentarias o molasas (arcillas, dolomías, calizas y margas), con edades comprendidas entre el Triásico y el Mioceno Inferior (entre 250 y 23 millones de años). Y el relleno de esta cuenca rondeña se inició en el Mioceno Superior (entre 11 y 5 millones de años), cuando comenzó el depósito de los sedimentos procedentes de la erosión de los relieves circundantes. Con el paso del tiempo, dichos sedimentos se transformaron en las rocas sedimentarias que actualmente conforman el paisaje de Ronda y que, de muro a techo, son las siguientes: Conglomerados (Formación Tajo), Calcarenitas (Formación Setenil), Margas y limos (Formación La Mina). Cuando una roca es dura, se mantienen los márgenes del río (formando la Garganta) y cuando es blanda, el valle se abre (formando la Hoya o Caldera).

Por tanto, lo interesante desde el punto de vista geológico es que nuestro Tajo, como estamos indicado, se ha formado por la erosión de dos tipos de rocas. En las rocas blandas, la erosión ha producido colinas y llanuras abiertas, mientras que en las rocas duras, más resistentes, la erosión ha creado gargantas y escarpes.

Las paredes del Tajo de Ronda, que observamos al frente y que recorremos por la ladera occidental, muestran diversos ejemplos de estratificaciones cruzadas en los estratos de areniscas y conglomerados que lo componen. En la zona inferior del Tajo con conglomerados masivos de tamaño apreciable, originados por abanicos aluviales y riadas procedentes de los relieves cercanos. Por último, la zona superior del Tajo, bajo la zona del mirador, se compone de areniscas calcáreas de unos 15 m de espesor

En la salida fluvial del Tajo es posible reconocer depósitos travertínicos (travertinos o toba), ligados a la cascada que formaba el río Guadalevín al caer por el escarpe o murallón. El travertino es un tipo de roca con aspecto oqueroso que se forma en la superficie terrestre, y se origina en los manantiales y en las corrientes de agua (ríos y arroyos). Se produce, en ocasiones, por la precipitación de carbonato cálcico en torno a cantos rodados y restos orgánicos (vegetales o animales). En los afloramientos de estas rocas travertínicas es frecuente encontrar estos restos orgánicos petrificados: moldes de hojas y tallos vegetales, y algunos restos animales (gasterópodos). También hay bolos, de tamaño milimétrico a centimétrico, formados por cantos recubiertos de carbonato cálcico (oncolitos). La génesis de los travertinos responde al mismo proceso químico que da lugar a los espeleotemas de las cuevas (estalactitas y estalagmitas). Los dos depósitos son propios de áreas kársticas, pero los travertinos se forman en el exterior, mientras que los espeleotemas lo hacen en el interior (cuevas).