Profundo cañón calizo formado por una antigua e intensa erosión fluvial del río Lobos. Se sitúa en las sierras de pie de monte que separan las estribaciones de la Cordillera Ibérica y la alta meseta del Duero. El río se encajona desde la provincia de Burgos y continúa horadando las calizas cretácicas en Soria recorriendo 25 kilómetros.

Declarado Parque Natural en 1985, catalogado como Zona de Especial Protección de Aves y propuesto como Lugar de Interés Comunitario, actualmente ocupa una superficie de 12.238 hectáreas.

La formación más espectacular es el propio cañón fruto de la doble acción erosiva, de desgaste y, sobre todo, de disolución de la roca por el agua, siendo más vivo el hundimiento del lecho al ceder las grutas subterráneas, por lo que aparecen las típicas zonas cóncavas o lermas en los flancos del cañón, que además son muy vistosas por los teñidos de óxidos y aguas que escurren.

Por el hielo-deshielo se encuentran al pie del Cañón capas inclinadas de derrubios de elementos angulosos.

El resto del conjunto calizo se ha erosionado formando un Karst que en superficie muestra alguna torca, abundantes cuevas, simas y sumideros; mientras que en profundidad es un ejemplo de funcionamiento de acuífero y de aguas subterráneas.

Entre los árboles el pionero y emblemático es la sabina albar o enebro, conviviendo con el pino pudio, quejigo y encina.

Entre los matorrales asociados destacan el enebro, gayuba y aliaga acompañados por especies aromáticas del páramo, espliego, tomillos y salvias.

En los cortados existe una importante muestra de plantas a proteger, que viven en roca o en derrubios.

En las riberas se asientan chopos y sauces así como las grandes hojas flotantes de los nenúfares, lentejuelas y eneas.

Con sus paredes, repisas y oquedades es un singular refugio de aves, como el buitre común y otras rapaces protegidas como las águilas: real, culebrera y calzada; halcon peregrino, azor, cernícalos y rapaces nocturnas como el buho real y chico, la lechuza, cárabo, autillo y mochuelo.

Existe una importante representación de anfibios, reptiles y peces; como ranas, lagartijas, culebras, víbora hocicuda, trucha común y barbo.

Entre los mamíferos se encuentran corzo, jabalí, conejo, ardilla, liebre, zorro, garduña, comadreja, tejón, nutria y murciélagos.