El Estrecho de Peña Amarilla es un desfiladero fluvial producido por el encajamiento del Arroyo Jalihuela al atravesar los estratos de las cuarcitas armoricanas que conforman este espectacular paisaje.
Estos muros cuarcíticos tienen su origen en el Ordovícico Inferior (hace más de 470 millones de años), habiendo sufrido importantes movimientos tectónicos, de modo que a pesar de tratarse de unas rocas muy compactas y duras, sin embargo se encuentran muy fracturadas, con numerosas diaclasas de direcciones perpendiculares.
Una diaclasa es una fractura en la roca que, a diferencia de las fallas, no tiene desplazamiento de los bloques resultantes.
Las roturas verticales a los planos de estratificación son la causa de numerosos desprendimientos de bloques rocosos que han originado las llamativas cuevas y los abruptos farallones de las laderas de este desfiladero.
El Estrecho es “una ventana entre dos mundos”: el mundo “Ediacárico-Cámbrico” y el “Ordovícico”, separados ambos por una transgresión marina, una inmersión de todas las tierras que emergieron durante la Orogenia Cadomiense (Ediacárico-Cámbrico) posibilitando el nuevo depósito de materiales durante los periodos siguientes, que emergerán y serán plegados durante la Orogenia Varisca o Hercínica. Podemos observar en la base del desfiladero las rocas plegadas por la Orogenia Cadomiense y por encima de ellas las rocas del Ordovícico plegadas durante la Orogenia Hercínica. En términos geológicos se trata de una discordancia angular y erosiva.