Údolí je v podstatě nejsevernějším výběžkem Českého krasu. Jde o oblast nesmírně bohatou na zkameněliny i na vzácné druhy rostlin a hmyzu vázané na teplé vápencové skály. Je to zcela odlišný typ krajiny podobný spíš skalnatým stepím Balkánu než ostatní Praze.
V údolí jsou unikátní paleontologická naleziště, o něž se v 19. století zajímal francouzský geolog a paleontolog Joachim Barrande. Svými výzkumy prvohor, které shrnul v rozsáhlé vědecké práci, proslavil české země v geologických vědách po celém světě.
Více než 40 procent údolí s rozlohou 101,5 hektaru pokrývá les, pětinu skalní stepi a teplomilné trávníky. Je zde především vápenec a několik lokalit je vulkanického původu. Celé údolí bylo soustavně osídleno již dávno před naším letopočtem.
I dnes patří k nejnavštěvovanějším památkám hlavního města. Jméno získalo podle poustevníka svatého Prokopa. Ještě v minulém století se tu konaly slavné poutě spojené s taneční zábavou a zpěvem lidových písní. Vlastním poutním místem bývala jeskyně, nad kterou ležel stejnojmenný kostelík. Jeskyni pohltil koncem předminulého století velký lom ve střední části údolí a kostel byl v padesátých letech 20. století zbourán.
U vchodu do jeskyně stávala poustevna, jíž za malý peníz prováděl místní poustevník návštěvníky a vyprávěl jim pověst o tom, jak svatý Prokop bojoval s čertem. Jeho osobu připomíná i velký dřevěný kříž, který se v roce 2003 vrátil na Dalejskou skálu. Prokopskou jeskyni též ve své době několikrát navštívil spisovatel Jakub Arbes, který popsal puklinu, z níž je slyšet šum tekoucí vody.
