El Domo de Ataun es una de las estructuras más singulares desde el punto de vista geológico. La acumulación de diferentes materiales en el mar tropical de hace millones de años provocó la acumulación de rocas calcáreas entre rocas arcillosas. Cuando la placa ibérica chocó con la europea, todos estos materiales comenzaron a deformarse y a elevarse. En el caso del Domo de Ataun se produjo una interferencia entre dos pliegues, deformando las rocas en forma de cúpula. Debido a un largo proceso de erosión que ha durado hasta la actualidad, estos materiales han sido transformados hasta alcanzar el relieve actual. Los materiales arcillosos son más blandos, por lo que destacan las calizas en el paisaje, sobre todo en los roquedos del borde del Domo.

El área conocida en la localidad como Aitzarte, como su nombre indica, designa los terrenos que se extienden dentro de los roquedos de Domo. A su alrededor podemos identificar los principales picos de la corona del Domo: Jentilbaratza, Aizkoate, Intzartzu, Arastortz, Agautz, Leizadi, Asundi y los Mallos de Loibe, entre otros. También destacan los arroyos que nacen en Aitzarte y que han erosionado el borde del Domo en dos puntos formando los cañones de Aitzarte y Kobatxo.

La erosión por disolución del agua en estas rocas calcáreas ha generado una enorme red de cavidades. Por ello, en el Domo ya se han identificado más de 200 cuevas y simas. Estas cavidades forman una enorme red de galerías de miles de metros en el subsuelo. Los acuíferos existentes también son de gran importancia debido al abastecimiento de numerosos arroyos y fuentes del municipio.