Opis doliny Dolina Suchej Wody należy do dolin polodowcowych. Zbudowana jest przede wszystkim z granitoidów oraz (w części Tatr Zachodnich) ze skał osadowych w typowym trzypiętrowym układzie. Część wyższa z bogatą rzeźba polodowcową, morenami, kotłami, nieckami jezior, mutonami porośnięta jest kosodrzewiną i lasem świerkowym, część dolna łagodnie obniżająca się w kierunku północnym – dobrze zachowanym lasem świerkowym. Zachowały się fragmenty lasu pierwotnego (np. Las Gąsienicowy). Doskonale ukształtowany amfiteatr moren w tej dolinie opisywał już w 1847 r. Ludwik Zejszner. W dolinie występują też torfowiska wysokie z kosodrzewiną, jedno z nich ma grubość 5,8 m.
W dolinie silnie rozwinięte są zjawiska krasowe. Woda płynie podziemnymi przepływami i ginie w ponorach nie tylko w Suchym Potoku, ale również w jego dopływach: w Czarnym Potoku i Pańszczyckim Potoku, wypływając potem w oddalonych wywierzyskach. Cieków wodnych płynących niekiedy niezgodnie z rzeźbą terenu – tzw. suchych wód jest tutaj wiele. Część doliny odwadniana jest przez wywierzyska wypływające w innych dolinach, np.