Au centre du parc, la rivière Martín traverse le massif calcaire de Las Muelas – entre les municipalités d’Obón et de Torre de las Arcas -, les montagnes de Benicozar et Guardías – à Alcaine -, et les chaînes de montagnes de Los Moros et Sancho Abarca – entre cette dernière ville et Oliete -, qui sont traversées par deux de ses principaux affluents, la rivière Radón et la rivière Seco. Dans la dépression qui prend naissance dans ces chaînes de montagnes (Foz del río Martín) et entre les villes d’Alcaine et d’Oliete, on a construit le réservoir de Cueva Foradada qui, tout en régulant les eaux du Martín pour l’irrigation de la plaine fertile dont il est issu, offre à ses eaux un repos dans leurs méandres actifs.
Au nord, c’est la chaîne de montagnes des Arcos qui a entravé son écoulement sur le chemin de son embouchure à l’Ebre. Sur ses contreforts, les ravins de la Muela et du Mortero – qui prennent naissance à Alacón – et la rivière Escuriza – à la hauteur d’Ariño – unissent leurs eaux à celles du Martín pour ouvrir une profonde brèche dans la chaîne de montagnes connue sous le nom de Los Estrechos, peu avant d’atteindre Albalate del Arzobispo, la limite nord-est du parc culturel de la rivière Martín.
