大峽谷近似呈南北弧形走向，開口處稍彎向東南，末端微向東北彎曲，由主谷和七條支谷組成，全長5000多米，谷端至谷口處自然落差200米以上，谷底最寬53米，最窄處0.4米，僅容一人低頭彎軀側身通過。谷側奇峰嶙峋，爭相崛起；峰巒疊嶂，劈地摩天，崖奇石峭，磅礴神奇；神洞秘窟，各蘊其意。谷內蜿蜒曲折，峰回路轉；步步有景，舉目成趣；泉水叮咚，鳥叫蟬鳴，寒暑不浸，游人稱絕。整個峽谷猶如一條尾震天山頭，口飲庫河流（開口于庫車河），曲身九十九的巨龍劈山而臥,呼風喚雨，神秘莫測。更令人稱奇的是，距谷口1400米深處，高約35米的崖壁上，有一始建于盛唐時期，壁畫丹青的千佛洞遺址，就文字記載和繪畫藝術而言，在古西域地區至今已發現的300多座佛教石窟中絕無僅有，實屬罕見。無山不成谷，峰奇谷更幽。

峽谷區域平均海拔1600米，最高山峰2048米。組成峽谷的奇峰群山由赭色的泥質沙巖構成，當地維吾爾語叫做“克孜利亞”，即紅色的山崖。

神秘大峽谷正處在當今中國九大影視基地之一的克孜利亞勝景中。龐大的紅色山體群形成于距今1.4億年前的中生代的白堊紀，經億萬年的風剝雨蝕，洪流沖刷，形成縱橫交錯，層疊有序的垅脊與溝槽，遠看如詩如畫，狀若“布達拉宮”，仙天瓊閣；近瞧若人似物，如夢似幻，惟妙惟肖，神韻萬端。令人有鬼斧神工，奇景天成之慨嘆。尤以谷口處的三座山體（乃頭山、麗人山、佛面山）最為壯觀。特別在夕陽斜射，朝霞映山，極目遠眺，色艷紅天。大有不是火焰山，勝似火焰山之奇感。