Teritorija ir izvietojusies pārejas joslā no Ziemeļkurzemes augstienes Dundagas pacēluma uz Piejūras zemieni, Kaļķupītes ielejā.
Dabas pieminekli veido 25-30 m dziļās Kaļķupītes (Pilsupes) ielejas posms, kurā abos ielejas pamatkrastos (t. sk. pie vecupēm un palienēm), retāk pie pašas upītes tās virspalu terasēs, ir izvietoti 40 dažāda lieluma vidējā devona Arukilas svītas smilšakmeņu atsegumi. Dabas pieminekļa teritorijā ir arī viena neliela niša (upes labajā krastā, augšteces posmā), kā arī daudzas dziļas gravas.
Kaļķupītes atsegumu joslas kopējais garums līkumainajā upes ielejā ir 2,7 km, bet no tā ievērojami lielāko daļu aizņem pārtraukumi. Kaļķupītes labā krasta pietekas, Mazupītes grīvas rajonā, tās labajā krastā, ir izsekojama vēl viena 100 m gara atsegumu josla. Kaļķupītes atsegumu maksimālais augstums ir 15 m.
Lielākie no atsegumiem atrodas Kaļķupītes ielejas labajā krastā. Vislabāk pazīstamais no tiem ir Puiškalna atsegums, kas atrodas dabas pieminekļa ielejas posma vidusdaļā. Tas ir aptuveni 50 m garš un līdz 15 m augsts smilšakmeņu, mazākā mērā mālaino nogulumu, atsegums. Pārsvarā, atsegumam ir 1 pakāpe ar augstumu 8 m un tas sākas uzreiz pie palienes/vecupes līmeņa, bet atseguma lejteces daļā tam ir 2 pakāpes un kopējais augstums ir 15 m.
80 m lejpus Puiškalna kraujas atrodas 30 m garš un 12 m augsts atsegums, kur smilšakmeņiem raksturīgas līdz 60-70 cm biezas slīpslāņotās sērijas. Vienā no slīpslānotajām sērijām griezuma apakšdaļā ir daudz mālaini vizlainu kārtiņu uz slīpajiem slānīšiem, kas ir plūdmaiņu pazīme.
Vēl viens liels (40 m garš un 15 m augsts) atsegums ir ielejas lejteces posmā. Šobrīd tam ir tendence aizbrukt un aizaugt, bet, ja upe veic turpmāku eroziju, jo atsegums ir tieši tās krastā, te būs redzams plašs un augsts smilšakmeņu slāņkopas griezums.
Kaļķupītes kreisajā krastā ir divi lielāki atsegumi. Viens no tiem atrodas ielejas paplašinājumā, iepretī Puiškalnam, atsegums ir 20 m plats un 8 m augsts, smilšakmeņos dominē 30-60 m biezas slīpslāņotās sērijas, vietām to augšdaļā ir deformācijas. Otrs atsegums atrodas Kaļķupītes augšteces posmā, tas ir 35 m plats un 8 m augsts: smilšakmeņos dominē muldveida slīpslāņojums; ir vērojamas 10-30 cm biezas slīpslāņotās sērijas; ir daudz mālaini vizlainu kārtiņu uz slīpajiem slānīšiem (plūdmaiņu pazīmes); redzamas plūdmaiņu kopas.
Savdabīgi, ap 1 m augsti atsegumi novērojami dabas pieminekļa lejteces daļā, kur upes ieleja ir samērā sekla, jo upe no Dundagas pacēluma nonāk Irves līdzenumā. Pašā Kaļķupītes kreisajā krastā pie gultnes uz devona iežiem ir bagātīgi izkliedēti dzelzs savienojumi, jo viscaur izplūst dzelzsavoti.
Līdz 5 m augsti smilšakmens atsegumi ir Mazupītes ielejas labajā malā, lejteces posmā, bet nelieli, līdz 3 m augsti, aizbrukuši un aizauguši atsegumi ir Mazupītes kreisā krasta gravas labajā malā pie strauta, taču tie ir 150-200 m attālumā no citiem un atrodas ārpus dabas pieminekļa teritorijas.
Jāpiezīmē, ka dabas pieminekļa teritorijā Arukilas svītas nogulumos ir plaši izplatītas plūdmaiņu procesu pazīmes. Tas sakrīt ar Arukilas svītas nogulumu veidošanās apstākļu interpretāciju – tā ir bijusi delta ar dominējošajiem plūdmaiņu procesiem.
Dabas pieminekļa teritorijā atrodas Eiropas Savienības aizsargājamie biotopi: smilšakmens atsegumi (8220), upju straujteces un dabiski upju posmi (3260), lakstaugiem bagāti egļu meži (9050), nogāžu un gravu meži (9180*), aluviāli meži (91E0*) un veci vai dabiski boreāli meži (9010*).
Dziļā Kaļķupītes ieleja ar meandrējošo upi, palienēm, vecupju ezeriņiem un daudzajiem devona nogulumu atsegumiem, kā arī dziļajām gravām, ir ļoti ainavisks objekts – netraucētas dabas apvidus. Atsegumos ir seni iegravējumi. Senākie – 1897 un 1910.
