Les gorges forment un véritable canyon d'une trentaine de kilomètres creusé dans le plateau calcaire entre le pont d'Arc et Saint-Martin-d'Ardèche, peuvent être suivies en voiture du côté nord par une route panoramique à travers la garrigue.

La rivière a formé plusieurs méandres, plus ou moins ouverts, dans le plateau (bloc urgonien d'environ huit cents mètres d'épaisseur : "plateau de Gras" au nord, "Bois de Ronze" au sud). Et le plus surprenant est celui du pont d'Arc. Phénomène unique, le cours d'eau a ici recoupé son méandre en perçant la roche et en laissant une arche de calcaire de 60 mètres de haut sous laquelle la rivière continue à s'écouler.