Товтри - це місцева назва скелястої дугоподібної гряди, висота якої в межах НПП досягає 401 метрів над рівнем моря. Над оточуючою рівниною ця гряда піднімається на 60 - 65 м.

Товтри представляють собою бар'єрний риф міоценового моря, складений мшанковими, мембраннопоровими та черепашковими вапняками.
Аналогів в світі немає, але подібні за деякими геологічними структурами скелясті гряди є в Великобританії та США.

Товтри - це залишки узбережних рифів, витягнених паралельно давній береговiй лінії. Ці рифи утворювались протягом середнього i верхнього міоцену. Товтри почали формуватись там, де були скупчення мохуваток, верметусiв, устриць, на яких потім з лiтотамнiй будувались узбережні рифи. Мікроклімат Кам'янецького Придністров'я формується Товтровим кряжем та каньйонами Дністра i його притокiв, тому тут створилися особливі умови для збереження рідкісних i реліктових рослин, серед яких більшість лікарських.