Hasan Dağı’ndan (3268 metre) çıkan andezit ve bazalt yoğunluklu lavların soğumasıyla ortaya çıkan çatlaklar ve çökmeler sonucunda oluşmuştur. Bu çatlaklardan yol bulan Melendiz Çayı, binlerce yıllık aşındırma sonucunda kanyonun bugünkü görünümünü kazanmasında önemli rol oynamıştır. Melendiz Dağları'ndan doğup, vadiyi derin ve dik biçimde yarıp, 30’a yakın menderes çizen Melendiz Çayı, güneydoğu-kuzeybatı yönünde akmakta ve Mamasın Barajı’na dökülmektedir.

Ihlara Vadisi, ortalama 150 metre derinliğe, 200 metre genişliğe ve 18 kilometrelik uzunluğa sahiptir. Vadiyi şekillendirip, can veren Melendiz Çayı vadideki yaşamın ana kaynağıdır. Vadi çevresinde bozkır bitki örtüsü hakim iken, vadi içerisinde yeşilin her tonunun hakim olduğu bağlar bahçeler bulunmaktadır. Vadi tabanı bölgedeki karasal iklimden bağımsız olarak doğal bir mikro klima özelliği göstermektedir. Vadi tabanında tipik Akdeniz iklimi bitkilerini de görmek mümkündür. Vadide 43’ü endemik bitki türü bulunmaktadır.

Ihlara Vadisi sahip olduğu biyolojik çeşitliliğin yanı sıra kültürel kalıntılarıyla da öne çıkmaktadır. Tarihi kayıtlar MS XI. yüzyılda Ihlara Vadisi'nde yüzden fazla kilise, manastır ve 1500 yüzden fazla yerleşim biriminde 80 ila 100 bin civarında nüfusun yaşadığını göstermektedir. Bugün vadide 12’si ziyarete açık, 105 civarında kilise bulunmaktadır. Bu kiliseler 14 kilometrelik yol boyunca Ihlara’dan Selime’ye kadar uzanmakta, kiliselerin en eski örnekleri IV. yüzyıla tarihlendirilmektedir.

Ihlara Vadisi’nde gerek kaya çökmeleri gerek sel sularının getirdiği çamur nedeniyle birçok kilise ve yerleşim yeri ya göçük altında kalmış ya da çamurla dolarak kaybolmuştur. Bu doğal tahribatın yanı sıra vadinin yerleşim yeri olarak kullanılmaktan vazgeçildiği tarihten açık hava müzesi olarak koruma altına alındığı tarihe kadar geçen süre içinde define hırsızları tarafından da tahrip edilmiştir. Ancak yine de tüm tahribata karşın ziyarete açık kiliseler halen canlılığını ve renk uyumunu kısmen koruyan fresklerle bezelidir.

Ihlara Vadisi’ne yaklaşık 400 basamaklı bir merdiven yardımıyla inilebilmektedir. Merdivenlerin zemine ulaştığı yerde Ağaçaltı Kilisesi bulunmaktadır. Vadide gezilebilen kiliseleri Ihlara ve Belisırma grubu kiliseleri olarak iki gruba ayırmak mümkündür. Merdivenli iniş noktasından başlanarak; vadinin sağ tarafında Ihlara grubu kiliseleri olan Pürenliseki, Kokar, Eğritaş, Karanlıkkale, Yılanlı ve Sümbüllü kiliseler ziyaret edilebilir. Vadinin sol tarafında ise Belisırma grubu kiliseleri olan Aziz Georges, Bahattin Samanlığı, Direkli, Ala Kilise, Karagedik kiliseler ziyaret edilebilmektedir.

Ihlara Vadisi, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından sahip olduğu tüm değerlerini korumak için Özel Koruma Bölgesi ilan edildi.

Eski adı dönerek akan suyun halkı anlamına gelen Peristremma olan 14 km uzunluğundaki Ihlara Vadisi, Aksaray iline 40 kilometre uzaklıkta ve Güzelyurt ilçesi sınırları içerisindedir. Melendiz Çayı (Potamus, Kapadukus–Kappadokya Irmağı), vadiyi baştanbaşa kat ediyor. Irmak, Ihlara Kasabası’ndan başlayarak yer yer kanyonu 100–120 metre derinlikte yararak Kuzeybatı istikametinde Selime Kasabası, Yaprakhisar ve Belisırma köylerinin ve Ziga Kaplıcasının bulunduğu geniş vadiye ve oradan da Tuz Gölüne yöneliyor. Ihlara Vadisinin doğal oluşumu ve korunaklı yapısı burayı Hristiyan dininin önemli merkezlerinden biri haline getirdi. IV. yüzyıldan itibaren önemli bir manastır merkezi haline gelen Ihlara Vadisi’nde yapıldığı dönemin resim sanatı özelliklerini barındıran pek çok kilise bulunuyor.

Yöre insanı ilk yerleşimlerden günümüze kadar çevresindeki kayaları oluşturan tüf malzemenin kolay oyulabilme özelliğinden sürekli olarak yararlandı. Yüzyıllar boyunca çevredeki yerleşim jeolojik oluşum nedeniyle kaya içi yaşamı biçiminde devam etti. Bölgede bol miktarda bulunan ve kolaylıkla işlenebilen yöresel taş konut yapımında da ustaca kullanıldı. Bölgedeki doğal yapı ile kültürün etkileşimi sonucu bugünkü kültürel peyzaj değerleri ortaya çıktı. Vadi içinde 105 kaya kilisesinin varlığı biliniyor. Günümüzde bu kiliselerden on bir tanesi ziyaretçiye açık durumdadır. Kiliselerin duvarlarında yer alan freskler o dönem yaşamının izlerini taşıyor. Ayrıca sığınma ve savunma amaçlı oluşturulan yeraltı şehirleri de Ihlara Vadisi çevresinde yer alan ve günümüze kadar ulaşan kültürel peyzaj değerlerindendir. Bunun yanında bölgenin sahip olduğu doğal malzeme kullanılarak oluşturulan yöreye özgü mimari eserler olan evler de günümüzde halen konut olarak kullanılıyor.

Kapalı Yunan Haçı ve serbest haç planlı, tek ve çift nefli kaya oyma kiliseler vadinin dik yamaçlarında sağlı sollu yer alarak ortadan akan Melendiz Nehri’nin sularıyla bütünleşiyor. Vadi, doğal yapısı itibarıyla dördüncü yüzyıldan itibaren keşişler ve rahipler tarafından çok uygun bir inziva yeri olarak kullanıldı. Kiliselerde, İsa’nın hayatı, İncil’deki konular, din büyükleri ve onlarla ilgili olaylar resimlerle anlatılmaya başlandı. Vadide yer alan freskli kiliselerde (Sümbüllü, Yılanlı, Kokar, Ağaçaltı, Pürenliseki, Eğritaş, Kırkdamaltı, Bahattin Samanlığı gibi) İsa’nın Doğumu, Meryem’e Müjde, Ziyaret, Mısır’a Kaçış, Son Akşam Yemeği gibi sahneleri görmek mümkündür. Vadide yer alan Selime Kasabası ve Yaprakhisar Köyünde de önemli kiliseler bulunuyor. Ayrıca vadi içerisinde Kapadokya bölgesinde özellikle Ürgüp’te görülen ve boyları zaman zaman 50 metreyi bulan peribacaları yer alıyor. Vadi içerisindeki sıcak su çıkışları kaplıcaların yer almasına sebep oldu. Bütün bu özellikler Ihlara Vadisi’nin turizm açısından önemli derecede değerlendirmesini sağladı ve ekonomik bir etkinlik olarak rezerv ortaya çıkardı.

Hasandağı ve Melendiz Dağlarının volkanlarından fışkıran yoğun lav akıntıları ile bin yıllık bir devrede sanat eseri gibi oyulan vadi ve yakın çevresi, kültürel ve doğal yapısıyla Kapadokya Bölgesi’nin tümü ile ortak bir karaktere sahiptir. Kapadokya’nın kapısı konumunda olan Ihlara vadisi, Hristiyanlarca önemli dini merkez konumunda olması sebebiyle inanç turizmi, Selime’deki peri bacaları ile doğa turizmi, Zığa’daki kaplıcası ile sağlık turizmi, vadi içindeki Melendiz Çayı ve yeşilliğiyle de rekreasyon alanı olarak önemli bir turizm potansiyeli taşıyor.