Po północnej stronie brak większych odgałęzień, prócz kilku żlebów, z których najwybitniejszy to Czerwony Żleb.
Geologia Dolinę Tomanową budują dwa rodzaje skał: południowe jej zbocza w grani głównej zbudowane są ze skał krystalicznych, północne ze skał osadowych (wapieni i dolomitów). Dolina Tomanowa leży w ciągu trzech głębokich przełęczy znajdujących się na styku dwóch formacji geologicznych. Obszar ten ciągnie się od Tomanowej Przełęczy przez Iwaniacką Przełęcz po Bobrowiecką Przełęcz. Wszystkie te trzy wybitne przełęcze znajdują się w linii prostej, co doskonale widoczne jest ze szlaku turystycznego prowadzącego grzbietem od Przełęczy pod Osobitą na Grzesia. W plejstocenie Dolina Tomanowa była zlodowacona.
Przyroda Dolina leży na głównym szlaku wędrówek dzikich zwierząt. Wiosną często na topniejącym śniegu spotyka się tropy niedźwiedzia, odbywają się tutaj rykowiska jeleni. Z rzadkich w Polsce roślin stwierdzono występowanie złoci małej, a w Czerwonym Żlebie także ostrołódki polnej występującej tylko w Tatrach i to w nielicznych tylko miejscach. Na wapiennych skałach bogata flora roślin wapieniolubnych. W 2004 r.