Dĺžka tiesňavy je 2 200 m, hĺbka 300 m a najužšie miesta na dne majú šírku iba 10 m. Je hlboko vrezaná do bieleho vápenca krasových planín Slovenského krasu, miestami hlboká vyše 400 m. Na najužších úsekoch sa na jej dno sotva zmestí stará asfaltová cesta.

Ozdobou tiesňavy je pozoruhodný skalný útvar vysoký 105 metrov, ktorý dostal podľa svojho charakteristického štíhleho tvaru výstižný názov Cukrová homoľa.

S extrémne vhĺbeným tvarom doliny súvisí mikroklimatická inverzia, ktorá podmieňuje vegetačnú inverziu. Dolu v doline rastú najmä karpatské rastlinné spoločenstvá uprednostňujúce chladnejšie a vlhšie biotopy. Zatiaľ čo na suchých a pomerne teplých horných úsekoch skalnatých svahov rastú podobne ako na okolitých náhorných plošinách teplomilnejšie a suchomilnejšie panónske rastlinné spoločenstva.

Zádielska dolina je chránená ako národná prírodná rezervácia. Vedie ňou trasa náučného chodníka. Je trasovaná tak, aby turistom ukázala jej dnovú časť ako aj horné skalnaté okraje zo strany Zádielskej planiny s výhľadmi, ktoré patria k tomu najkrajšiemu, čo nám slovenská príroda ponúka.