Geológicamente la zona se asienta sobre la muela de Palancares, de edad cretácico superior, y la paramera de Tierra Muerta, de edad jurásica. Es en ambas muelas o parameras donde se aprecian las mejores formas kársticas (torcas, valles fósiles incluso con hoces, simas, sumideros, lapiaces, calizas tableadas karstificadas en formaciones de "librerías", etc.). Toda su superficie actúa como un inmenso colector del agua de la precipitación, que casi en su totalidad se infiltra hacia los acuíferos para aflorar al exterior de la zona; de ahí la sequedad y práctica ausencia de manantiales en ambas muelas, lo que probablemente motivó el topónimo de "Tierra Muerta".

El espacio protegido incluye el yacimiento paleontológico denominado "Las Hoyas", del cretácico inferior, considerado actualmente como uno de los más importantes de España por la variedad y buen estado de conservación de sus fósiles, que han permitido la obtención de un gran número de hallazgos de enorme interés científico.

El monumento natural de Los Palancares y Tierra muerta, se encuentra a 10 km. de nuestra casa rural en cuenca los justinos.