Uskok tworzący Boquillas Canyon jest fragmentem monokliny Sierra del Carmen-Santiago Mountain i biegnie wzdłuż wschodnich granic parku.
Klimat thumb|Muł w wyschniętym korycie rzeki Rio Grande Zmienne ukształtowanie terenu parku oraz różnica wyniesienia nad poziom morza wpływa zarówno na temperaturę, jak i na wysokość opadów. Wysokość opadów jest stosunkowo niska na terenie całego parku, jednak średnioroczna ich wielkość na różnych poziomach może się różnić nawet trzykrotnie. Rzeki występujące w parku są okresowe i nawet graniczna rzeka Rio Grande, której źródła znajdują się w odległych o 2000 km Górach Skalistych, ma często w lecie tylko kilkanaście centymetrów głębokości.
Średnie opady dla stacji meteorologicznej w Chichos Basin wynoszą 448,8 mm, podczas gdy dla stacji w Castolon 260,0 mm, a średnioroczna temperatura odpowiednio 16,8 C° oraz 21,0 C°. Miesięczne dane dla wymienionych stacji zostały przedstawione w tabelach poniżej.
Walory naturalne Park jest ceniony ze względu na swe unikatowe walory geologiczne, zróżnicowaną roślinność pustynną oraz bogatą faunę.