Dnem Zimnego Dołu spływa potok będący prawym dopływem Sanki. W górnej części doliny zasilany jest przez Źródło w Zimnym Dole wypływające w jaskini o tej samej nazwie. Jest to jedyny w tej części Jury przypadek wypływania źródła w jaskini. W dolinie w wielu miejscach odsłania się specyficzny rodzaj górnojurajskich wapieni skalistych. Są to wapienie zrostkowe składające się ze ściśle zlepionych z sobą okruchów skały wapiennej. Powstały na dnie płytkiego morza i są głównie wytworem sinic, w mniejszym stopniu gąbek krzemionkowych. Genezę ich powstania opisuje zamontowana przy rezerwacie tablica informacyjna Małopolskiego Szlaku Geoturystycznego.
Dnem doliny prowadzi szlak turystyczny, przez rezerwat przyrody i labirynt wapiennych skał ścieżka dydaktyczna. Wędrując nią podziwiać można duże głazy o różnorodnych kształtach skalnych grzybów, murów skalnych, baszt i iglic. Ich charakterystyczną cechą jest występowanie dużych okapów. Wszystkie te formy powstały głównie w wyniku procesów krasowych. Krasowego pochodzenia są również jaskinie i schroniska, których w Zimnym Dole jest wiele.