Teritorija ir izvietojusies Gaujavas zemienē, Gaujas senlejas nogāzē, upes kreisajā pamatkrastā.
Dabas pieminekli veido vienas no Latvijas ainaviski krāšņākajām un augstākajām smilšakmeņu klintīm 300 m garumā. Abpus klintīm ir vēl vesela virkne smilšakmens atsegumu. Ērgļu klinšu centrālā daļa ir vienas no Latvijā lielākajām vienlaidu smilšakmens klintīm, kuru maksimālais augstums (aptuveni 20 m) saglabājas praktiski visā to galvenās joslas garumā. Ērgļu klintīs ir nelielas alas, nišas un dabas pieminekļa teritorijā atrodas arī avoti.
Atsegto iežu ģeoloģiskais vecums ir vidējā devona Živetas stāva Gaujas svīta. Klinšu pamatnē, smilšakmens slāņkopā vairākās vietās ir novērojams māla saveltņu konglomerāta slānis ar vietām sastopamām fosfātu konkrēcijām, kas iezīmē Gaujas svītas apakšējās robežas tuvumu. Tas gan nav atzīts par Gaujas svītas stratotipu, taču Ērgļu klinšu apakšdaļā zem ūdens līmeņa ir robeža ar Burtnieku svītas augšdaļas māliežiem. Atrastas zivju Asterolepis ornata, Plourdosteus panderi, bezžokleņu Psammolepis abavica, Ganosteus stellatus un augu Nematophyton atliekas, fosforītu konkrēcijas.
Smilšakmeņos novērojamas daudzveidīga slāņojuma tekstūras – muldveida slīpslāņojums, erozijas iegrauzumu virsmas, kas liecina par smilšu nogulsnēšanos seklā baseinā, spēcīgu ūdens straumju ietekmē. Smilts uzkrājusies pa kanāliem migrējošās zemūdens grēdās, un šo kanālu gultnē veidojušies konglomerāti ar māla saveltņiem un fosfātu konkrēcijām. Erozijas gultņu attīstība ir izraisījusi deformācijas pagulošajās smiltīs, kas arī ir novērojamas atsegumos. Vietām var novērot, ka klinšu siena ir ļoti plakana un precīzi atbilst vertikāla lūzuma plaknei.
Vēl atsegumos ir novērojamas tektonisku deformāciju plaisas smilšakmeņos, tostarp arī viens izteikts pārbīdījums gar lūzumu ar vairāku metru amplitūdu (Ērgļu klintīs). Lielākā daļa šā brīža atsegumu virsmu ir veidojušās erozijai atsedzot plaisu virsmas smilšakmens slāņkopā. Kā liecība par pazemes ūdeņu migrāciju, atsegumos redzami dzelzs hidroksīda loki (Līzeganga joslas).
Dabas pieminekļa teritorijā atrodas Eiropas Savienības aizsargājamie biotopi: upju straujteces un dabiski upju posmi (3260), eitrofi ezeri ar iegrimušo ūdensaugu un peldaugu augāju (3150), sausi zālāji kaļķainās augsnēs (6210), palieņu zālāji (6450), smilšakmens atsegumi (8220), veci vai dabiski boreālie meži (9010*), Lakstaugiem bagāti egļu meži (9050) un aluviālie meži (91E0*).
Augstās Ērģeļu (Ērgļu) klintis asā (kastveida) Gaujas meandrā nosaka unikālu ainavu, kas paveras lejup pa Gauju braucošajiem ūdenstūristiem, kā arī kājāmgājējiem, nokāpjot klinšu pakājē. No klinšu augšas ir skaists skats uz Gauju tās augšteces virzienā. Klinšu sienā vietām ir bijuši nogruvumi, kas nosaka tās roboto veidolu.
