У північно-східні схили Ай-Петрінського масиву більш ніж на 3 км врізається глибока вузька ущелина з майже прямовисними стінами, які місцями досягають висоти 350 м. Це — знаменитий Кримський Великий каньйон, ландшафтний заповідник державного значення.
Як не дивно, але популярності це величне творіння природи набуло лише в 20-і роки XX ст. Відкрив Великий каньйон (з наукової точки зору) учений-зоолог, один з піонерів охорони дикої природи І. І. Пузанов (1885-1971 рр.) у 1923 р. Через два роки дослідник вперше опублікував статтю про своє відкриття. Величезна розколина у відрогах Ай-Петрі викликала у вченого асоціації із знаменитим Великим каньйоном річки Колорадо в штаті Арізона (США). Так народилася назва «Великий каньйон». Звичайно, кримський Великий каньйон значно поступається своєму американському побратиму — його довжина складає близько 3 км, порівнюючи з 443 км у Арізони, глибина 250-350 м (глибина Великого каньйону в Арізоні — 1373 м).
Біля входу в ущелину з боку Коккозької долини відкривається велична панорама гігантської розколини. Дедалі вищими і більш прямовисними стають схили, тісніше сходяться стіни ущелини. Місцями відстань між ними не перевищує 3-5 м. Над головою нависають грізні кручі. Кожний з них має назву, дану ще І. І. Пузановим. Перша скеля справа — Сторожова. З її вершини розкривається широка панорама. Звідси добре видно величну скелю Соснову. Уступи цієї прямовисної громади покривають гаї кримських сосен. Подібно до гігантського ребра піднімається з надр ущелини скеля Четверта. На її схилі зяє чорний отвір печери Туар-Хоба — Коров’я печера. Сюди в негоді пастухи заганяли худобу, яку пасли на яйлі. З П’ятої скелі, розташованої приблизно в 200 м від Четвертої, відкривається вид на каньйон по всій його довжині. Звиваючись подібно до величезного дракону, він глибоко врізався у вапнякову товщу Ай-Петрінського масиву. Круті схили, місцями майже прямовисні, йдуть вниз на багато десятків метрів.
На складених зі світло-сірих і рожевих вапняків схилах каньйону невеликими групами росте кримська сіростовбурна сосна. У нижній частині ущелини дерева утворюють майже суцільні чагарники. Сонячні промені проникають в похмуре міжгір’я Великого каньйону лише на короткий час, тому початок весни тут запізнюється на 3-4 тижні. Проте в льодовикову епоху ця добре ізольована ущелина служила притулком для теплолюбивої флори. До наших днів тут збереглася безліч реліктових і ендемічних видів рослин. В їх числі — тис ягідний. Місцева популяція цього релікту третинної епохи налічує більше півтора тисяч дерев, деякі з яких досягають 1,5 м в обхваті і 10-12 м висоти. Але основне багатство лісів Великого каньйону складають звичайні породи — граб, бук, ясен, польовий клен, горобина, береза, липа. Підлісок складається з ліщини, кизила, барбарису, жостеру, скумпії, грабинника. Повсюдно поширений плющ, який досягає тут на рідкість великих розмірів. До природних рідкостей належать реліктові рускус під’язиковий і жасмин чагарниковий, орхідея «Венерин черевичок». Взагалі ж дві третини видів орхідей, які зустрічаються в Криму, мешкають саме у Великому каньйоні.
Дном ущелини біжить швидка прозора річка Аузун-Узень, в яку впадають струмок Алманчук і одне з найбільших карстових джерел Криму — Панія, яка виходить з жерла прямовисного колодязя. У другій половині літа і восени, коли в горах випадає мало дощів, ложе каньйону стає майже сухим, але в паводки і зливи по ущелині мчиться нестримний потік, який змітає все на своєму шляху.
Вода — головний «будівельник» Великого каньйону. За багато тисячоліть річкові потоки прогризли кам’яну товщу, проклали собі шлях через пороги і водоспади, нагромадили на дні ущелини купи валунів, видовбали в скельному ложі своєрідні «казани» і «ванни», деякі з яких досягають 5-6 м в поперечнику і 2-3 м в глибину. Сьогодні в каньйоні налічується більше 150 подібних утворень. Вода в річці — прозора, її температура навіть в жаркий полудень не перевищує + 11 °С. Закінчується ущелина уступом триметрової висоти. Тут розташований найбільший казан — озеро Кара-Голота, Чорне (зараз його частіше називають «ванна молодості»). Його глибина складає близько 4 м.
З моменту свого відкриття Великий каньйон увійшов до числа найбільш яскравих визначних пам’яток природи Кримського півострова. У 1947 р. його було оголошено пам’яткою природи, в 1974 р. він отримав статус державного заповідника.
