Каньон Коксай возник в результате тектонический трещины в верхнетретичных галечниковых отложениях и рыхлых конгломератах, состоящих из смеси известняковых и вулканических пород с последующей водной и ветровой эрозией. Он протянулся на 12 км с юга на север от подножий Таласского Алатау, постепенно уменьшая свою глубину и исчезая на плоскогорной равнине верхов крайней юго-восточной части Сырдарьинского Каратау. Каньон является коридором для взаимопроникновения двух самобытных флор Каратау и Таласского Алатау. Годовое количество осадков составляет 700 мм. Территория каньона входит в состав буферной зоны заповедника "Аксу-Джабаглы".