Главная гряда — край классического карста средиземноморского типа. Атмосферная вода быстро растворяет чистые, трещиноватые верхнеюрские известняки, и на поверхности яйл, а также в недрах горной гряды формируются разнообразные отрицательные формы рельефа и карстовые пустоты (воронки, котловины, колодцы, шахты, сталактитовые пещеры).
Главная гряда сложена осадочными породами разного возраста. Наиболее древние из них образуют основание гряды и представляют собой триасовые темно-серые, коричневые и черные аргиллиты, чередующиеся с алевролитами и пластами песчаника иногда с включением конгломератов.
Вместе с триасовыми эти отложения относятся к Таврической свите и образуют нижнюю часть Главной гряды до высоты 400 м над уровнем моря, обнажаясь в виде пологих и крутых темно серых глинистых осыпей или известняковых скал. Выше пород Таврической свиты в районе заповедника вся Главная гряда сложена серыми верхнеюрскими известняками.