Como su nombre lo indica su principal característica son los afloramientos de mármol, que se encuentran a lo largo de una franja de costera de 300 metros de longitud. El clima del área presenta una media de 950 mm de precipitaciones distribuidas a lo largo del año.
El recurso geológico es el rasgo más relevante en este Santuario, tanto en el sector de la Puntilla el Mármol, como en numerosos puntos del grupo de islas denominadas Panichini. Sin embargo este recurso geológico alcanza su mayor valor escénico en el lugar conocido como «Capilla de Mármol«, debido al golpeteo del agua del Lago General Carrera, que ha labrado cavidades y grutas en el mármol generando una unidad de gran atractivo turístico.
La piedra aparece en cuerpos masivos y presenta diversas tonalidades de color según su contenido de impurezas, aunque predominan los bancos de color blanco, de gran pureza. Es posible encontrar además bancos de mármol de color azul y rosado por la presencia de otros elementos minerales.
El Santuario esta ubicado dentro de la Formación Bosque Siempre verde mixto del Baker (De acuerdo a Gajardo,1983), sin embargo el recurso vegetacional del sector ha sido alterado considerablemente por un sobrepastoreo y a causa de los incendios forestales.
En el sector de Puerto Tranquilo existe un embarcadero para desarrollar circuitos turísticos en lanchas hacia los afloramientos de mármol, asociado con servicios de alojamiento y alimentación.
En el Santuario no existen asentamientos humanos, y los lugares aledaños a los bancos de mármol son destinados a ganadería extensiva.
