Pazinčica
Sliv Pazinčice ili kako ga pazinjani nazivaju «Potok» površine je 83 km2, a dužine
16,5 km. Gotovo je u cijelosti na vodonepropusnim flišnim stijenama što vodotocima daje      izrazito bujični karakter. Dolaskom na vodopropusnu stijenu, u jamu, Pazinčica  postaje ponornica.
Bujice se kod većih oborina odlikuju stvaranjem velikih količina voda. Kada dotok vode Pazinčice premaši kapacitet poniranja, u jami dolazi do potapanja ponora.
Nekad je Pazinčica tekla površinom zemlje-pokraj Berma, Kringe i Dvigrada sve do mora- formirajući Limsku dragu.

Ponor
U hidrogeološkom smislu Pazinska jama predstavlja ponor koji je  nastao na dodiru vodonepropusne flišne podloge sliva Pazinčice  i vodopropusnih vapnenaca koji izgrađuju cijeli prostor jugozapadne Istre. Odmah iza impozantnog ždrijela ponora, formirana je dugačka dvorana sa velikim jamskim jezerom- Martelovim jezerom. Ono je  sifonom spojeno sa slijedećim- Mitrovim jezerom.
Istraživanja pokazuju da vodonosnik u čijim vodama sudjeluje  i Pazinčica, svoju vodu upućuje prema izvorima na istočnom i južnom dijelu Istarskog poluotoka (Raša i Blaz).

Jama
Udio u formiranju Pazinske jame jednako su imali tektonski i hidrološki utjecaji, pa se naziva speleološkim objektom  poligenetskog tipa.
Uslojeni gornjokredni vapnenci zahvaćeni velikim pukotinama pravca SZ-JI, stvorili su tektonsku predispoziciju stvaranju same jame i završnog kanjona Pazinčice. Jednom otvoreni prolaz u podzemlje kasnijim je djelovanjem vode  proširivan i oblikovan sve do danas.

Najveća se  poplava u jami  dogodila 1896. Zabilježio ju je E. A. Martel, poznati francuski speleolog. Voda je u jami tada došla do 30 m ispod zidina Kaštela. Posljednje velike poplave dogodile su se  1964. i 1993.