Geologia i morfologia Dolina Prosiecka została wycięta w wapieniach i dolomitach płaszczowiny choczańskiej. Ma charakter typowego przełomu antecedentnego, a jednocześnie jest klasycznym przykładem doliny krasowej z okresowym przepływem wody, z podziemnymi ciekami wodnymi, wywierzyskami, bogatą rzeźbą krasową itp.
Dolną, wylotową część doliny tworzy głęboka, otoczona pionowymi skałami i wąska na kilka metrów gardziel, zwana Wrotami (słow. Tiesňava Vráta). Jej dno, przy wyższych stanach wód na całej szerokości, zajmuje potok Prosieczanka. Pierwotnie wylot wąwozu był znacznie węższy. Dopiero po I wojnie światowej mieszkańcy wsi Prosiek poszerzyli go materiałami wybuchowymi, a dno wyłożyli pomostem z drewnianych dyli, zniesionym jednak z czasem przez wodę. Tuż powyżej gardzieli (657 m n.p.m.) znajduje się Vyvieranisko – główne wywierzysko Prosieckiego potoku w postaci dwóch dużych wypływów.