Geológicamente se asiente sobre las muelas de Palancares, del Cretácico Superior, y la paramera de Tierra Muerta, del Jurásico. Los paisajes kársticos actuales son el resultado de la disolución a lo largo de millones de años del bloque de rocas calcáreas formado durante dichos periodos.

La formación de las Torcas está relacionada con el colapso o hundimiento de las capas de las rocas calizas y dolomías que descansaban sobre galerías u oquedades realizadas por la circulación de las aguas subterráneas a favor de la red de diaclasas (hendiduras en rocas duras provocadas por tensiones, disoluciones, cambios de temperatura, etc.). En algunos casos su diámetro rebasa los 100 metros, alcanzándose esta dimensión también en profundidad. Todos estos elementos geomorfológicos de origen kársticos están considerados de protección especial en Castilla-La Mancha.

Cada una de las torcas tiene su propio nombre, de origen popular: de la Novia, del Lobo, de los Avellanos, Aliagosa, del Agua, del tío Agustín, etc.

Toda la superficie del Monumento Natural actúa como un inmenso colador del agua de lluvia, que casi en su totalidad se infiltra hacia los acuíferos para aflorar en el exterior del Monumento Natural. De ahí el nombre de “Tierra Muerta”, por la sequedad y la práctica ausencia de manantiales en esa zona, a pesar de tener unas precipitaciones abundantes.

Dentro del área del Monumento se localiza el yacimiento paleontológico de “Las Hoyas” de enorme importancia científica. Este yacimiento está constituido por rocas calizas resultantes de la sedimentación en un lago existente en la zona durante el Cretácico Inferior. Estas calizas contienen una gran cantidad de restos fosilizados de organismos que proporcionan una información muy valiosa sobre los ecosistemas de esa época y sobre la evolución de la flora y de la fauna. Se han encontrado fósiles de diversas especies de flora como helechos, musgos, vegetación acuática, fauna muy variada que vades insectos, anfibios, cangrejos hasta cocodrilos, dinosaurios de mediano tamaño, aves, etc. Destaca la presencia de algunos de los fósiles clave para explicar la evolución de dinosaurios a aves, como Iberomesornis romeralis y Concornis lacustris. Recientemente se ha descubierto un ejemplar de dinosaurio de buen tamaño, carnívoro y con una extraña joroba, siendo el dinosaurio más completo que se ha encontrado en España, y bautizado con el nombre científico de Concavenator corcovatus.