В основании Воробьевых гор залегают черные юрские глины. Они служат водоупором. Поэтому их поверхность часто оказывается влажной и скользкой. По ней и происходит сползание вышележащих толщ. Юрские глины прежде можно было видеть в обнажениях у уреза воды. После сооружения набережных наблюдать их стало невозможно. Выше юрских глин залегают серые глинистые пески верхнеюрского возраста. Коренные породы перекрыты толщей четвертичных отложений. Они представлены мореной и флювиогляционными песками, а также делювиальными отложениями. Мореные суглинки с валунами можно видеть на разной высоте по склонам гор. Это обусловлено их сползанием в составе опрокинутых оползневых тел. Обычно они служат подошвой разорванных водоупоров. К ним приурочены выходы подземных и грунтовых вод в виде постоянных родников и источников. Их довольно много на склонах. От некоторых из них берут начало небольшие ручейки.
Многочисленные оползни осложняют коренной склон долины реки Москвы. Они образуют несколько оползневых гряд (от двух до пяти на разных участках склона). Наиболее крупные оползневые тела достигают высоты 15 м. при движении вниз по склону такие оползневые массы производят вспучивание грунта перед подошвой оползня в виде валов или бугров. Над поверхностью оползневых масс возвышаются крутые стенки срыва. Они отделяют плоскую поверхность Воробьевых гор от оползневых гряд и затрудняют спуск к реке. Это обстоятельство в какой-то мере предохраняет лесной массив от перегрузки людьми и способствует его сохранению.
Оползневое расчленение склона сопровождается формированием различных видов природных комплексов, придает особую живописность и разнообразие Воробьевым горам. В котловинах, которые образовались между оползневыми буграми, располагаются участки заболоченных и переувлажненных земель и даже небольшие озерца. По берегам их находятся густые заросли ивы и ольхи. Некоторые оползни до недавнего времени были подвижными, поэтому на многих участках старые деревья наклонены, образуя так называемый «пьяный лес».
Движение оползней, как в прошлом, так и в наши дни мешает строительству, разрушает возведенные постройки. В прошлом веке на склонах Воробьевых гор начали возводить Храм Христа Спасителя в ознаменование победы над наполеоновскими войсками. Вскоре строительство было прекращено, в том числе и из-за разрушения оползнями закладываемых фундаментов. В 1959 г. на склонах гор рядом со станцией метро «Ленинские горы» была сооружена эскалаторная галерея-подъемник. Ныне она закрыта в связи с повреждениями, вызванными оползневыми подвижками.
Над бровкой склона располагаются здания научно-исследовательских институтов, жилых домов, правительственных гостиниц, проходит автодорога. Для того чтобы замедлить и остановить оползневые процессы, сооружена бетонная стенка вдоль берега реки. Она предохраняет склоны от подмывания и тем самым поддерживает съехавшую массу оползневых тел в стабильном состоянии. За оползнями ведется постоянное наблюдение. От вершины склона до русла установлены специальные реперы, которые фиксируют любые подвижки оползневых тел.
На крутых склонах Воробьевых гор сохранились участки широколиственного леса. В них растут старые и молодые липы, дубы, вязы, клены с типичным подлеском из орешника. Их произрастанию способствуют обильные грунтовые воды, которые, проходя через меловые пески, обогащаются соединениями калия, фосфора и кальция. В травяном покрове распространены осока волосистая, сныть, гусиный лук с популяциями ранневесенних первоцветов. Весной разливается аромат цветущей черемухи. В укромных местах гнездятся лесные птицы: славка-черноголовка, горихвостка, пеночка. Вблизи рябин располагаются колонии дроздов. Встречаются поползень и малый пестрый дятел, множество скворцов. На старых деревьях с раскидистыми кронами находятся вороньи гнезда. Весной нередко можно услышать заливчатые трели соловья. И все это внутри города, в непосредственной близости от тысяч мчащихся машин.
Сохранению зеленого массива Воробьевых гор способствуют река и особенности рельефа. Река служит надежной защитой с северной стороны, а с юго-запада непреодолимой преградой для машин, а также препятствием для людей является крутой обрыв верхней части склона. Над его бровкой проходит асфальтированная пешеходная дорожка, обсаженная деревьями. С нее открываются великолепные виды на панораму Москвы. Поэтому многие отдыхающие ограничиваются прогулками по этой дорожке и не спускаются в находящийся ниже лесопарк.
Лучший способ защиты растительности от уничтожения и деградации заключается в создании благоустроенных пешеходных дорожек с твердым покрытием. В Воробьевском зеленом массиве их множество с общей длиной около 10—12 км. Непосредственно вдоль русла проложена широкая прогулочная дорога. Она проходит по набережным, построенным в 1958—1964 гг. Ближе к железнодорожным мостам, которые замыкают с двух сторон зеленый массив, созданы высокие железобетонные набережные на свайном основании. Снаружи они отделаны декоративным гранитом с ажурными металлическими оградами. В средней части излучины опорные железобетонные сваи скрыты под водой. Прибрежная полоса здесь укреплена ячеистыми железобетонными плитами. Откосы и пространство ячей в плитах покрыты дерном. В результате обширные зеленые газоны подходят близко к воде и постепенно переходят вверх в зеленые лужайки. В погожие летние дни здесь отдыхает множество людей.
Наиболее живописные асфальтированные и грунтовые тропы прихотливо извиваются по оползневым грядам, котловинам и между ними. Эти тропы проложены в средней части парка. Вдоль подножия высокого крутого коренного склона тянутся наиболее тенистые дорожки. Здесь особенно тихо, прохладно, а местами просто сыро от сочащихся со склонов вод и родников. Все эти тропы рассредоточивают отдыхающих и тем самым спасают растительность от вытаптывания и деградации.
Экскурсию на Воробьевы горы удобно начинать от станции метро «Ленинский проспект». От станции можно быстро дойти до памятника Ю. А. Гагарину. Памятник установлен на одноименной площади. Здесь москвичи восторженно встречали первого в мире космонавта после его звездного триумфа. Памятник открыт в 1980 г. Он представляет собой серебристую колонну высотой 38 м, выполненную из титана. Колонна символизирует огненный шлейф космической ракеты, вознесшей 14-метровую фигуру первого космонавта. В центре памятника изображена пусковая шахта, из которой вырывается в космос ракета. Серебристый шар представляет макет космического корабля Гагарина. Автор памятника — скульптор П. И. Бондаренко. Если подойти вплотную к колонне и взглянуть вверх на скульптурную фигуру Гагарина, то эффект будет ошеломляющим: на фоне движущихся облаков возникает иллюзия взлета космонавта в небо.
От памятника Гагарину маршрут экскурсии продолжается к зданию Президиума Академии наук (ныне в нем размещаются административные службы Академии наук России и конторы коммерческих банков). Здание поражает современными конструкциями, великолепной отделкой стеклянных фасадов, стилизованными символами науки, бронзовыми скульптурами.
По внутреннему двору здания Президиума следует выйти на площадку, расположенную над 30-метровым обрывом крутого коренного склона долины реки Москвы. Отсюда открывается широкая живописная панорама ее долины. Направо в северо-восточном направлении на первом плане над рекой изогнулась 'изящная стальная дуга Андреевского моста внутригородского кольца железной дороги. Этот мост построен в 1905—1907 гг. За ним по правому высокому берегу реки пышно зеленеет Нескучный сад. Горизонт замыкают конструкции цепной подвески Крымского моста и силуэты башен и храмов Кремля. Налево в западном направлении просматриваются залесенные; склоны лесопарка Воробьевых (Ленинских) гор. Над ними возвышаются башни Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, конструкции большого лыжного трамплина, золотой купол церкви Троицы, построенной в бывшем селе Воробьеве в начале века. Напротив площадки далекий горизонт замыкают золотые купола и высокая звонница Новодевичьего монастыря (по прямой до него около 2 км).
Здание Президиума поставлено эффектно и выигрышно в ландшафтном отношении: над высоким обрывом долины реки. Из всех окон здания открываются великолепные виды на долину и город. Известно, что постоянное восприятие широких просторов и красивейших пейзажей благотворно влияет на умственную деятельность человека. Само здание стало заметной доминантой над долиной реки Москвы, обогатило ее силуэт. В процессе строительства здания Президиума пришлось проводить сложные гидрогеологические работы, чтобы предотвратить оползневые процессы и надежно укрепить его. Поэтому стройка затянулась на многие годы.
У подножия крутого коренного склона долины рядом со зданием Президиума находятся постройки Андреевского монастыря. Он был основан в середине XVII в. В нем была создана первая московская школа, где изучали греческую, латинскую и славянскую грамматику, философию и ораторское искусство — риторику. Здесь же работали переводчики иностранных книг на русский язык. В монастыре содержали также и беспризорных детей. В конце XVIII в. монастырь был закрыт. От здания Президиума к монастырю можно спуститься по лестнице и осмотреть сохранившиеся постройки. В центре находится церковь Воскресения (конец XVII в.), церковь Иоанна Богослова (XVIII в.), надвратная церковь Андрея
Стратилата (XVII в.) и корпуса богаделен. Внешние фасады надвратной церкви облицованы яркими цветными изразцами, характерными для русской архитектуры XVII в.
Далее маршрут экскурсии следует продолжить вдоль реки вверх по течению. С западной стороны монастыря находится пруд. Он приподнят над набережной на 8—10 м. Поднявшись к пруду, можно обозреть всю панораму монастыря, старые деревья по склонам гор, неровную поверхность оползневых бугров.