Bredden på dalen er varierende, fra omtrent 100 til 500 meter. Dalen har en høydeforskjell på 120 meter fra Sørkedalsveien i nord til Ullernchausseen i sør. Berggrunnen i dalen består hovedsakelig av knollekalk og skifer fra ordovicium. De næringsrike og lettoppløselige bergartene har skapt grunnlaget for den rike floraen i dalen. I midten av dalen er det ganger av vulkanske bergarter, som sannsynligvis kom da tilførselsrøret til vulkanen på Ullern/Huseby størknet i permtiden. Knollekalk og skifer er lettoppløselige bergarter, noe som kan ses i mengdene med fint rasmateriale og ur i de bratte dalsidene. I bunnen av dalen er det et tykkere jordsmonn, mens det i dalsidene er mer sparsommelig.