La formazione, per uno spessore di 100-120 m, è costituita da sabbie giallastre incoerenti o localmente cementate in genere omogenee, talora mostranti strutture da moto ondoso. La successione sabbiosa dell'Astigiano, soprattutto per le ricche associazioni fossili, fu indicata da De Rouville nel 1853 come tipo per l'istituzione del "Piano Astiano". Un tempo utilizzato con significato cronologico (Sacco, 1889-90), l’Astiano nell’accezione sostitutiva "facies astiana" permane nella letteratura relativa al Pliocene sudeuropeo con riferimento a sedimenti sabbiosi deposti in ambienti marini superficiali (piano infralitorale).
Le Sabbie di Asti sono note in campo internazionale per l'elevato contenuto paleontologico con fossili talora concentrati in livelli di spessore discreto. Siffatta notorietà ha portato la Regione Piemonte a istituire, nel 1985, la Riserva Naturale Speciale di Valle Andona e Valle Botto finalizzata alla geoconservazione (tutela e fruizione) del patrimonio paleontologico e attualmente gestita dall’Ente Parchi e Riserve Astigiani.
Il contenuto paleontologico del tratto inferiore e medio delle Sabbie di Asti è ben documentato nella classica sezione del Castello di Valleandona, citata in letteratura come sezione-tipo per le Sabbie di Asti. Vi si possono riconoscere due livelli fossiliferi. Quello superiore, caratterizzato dalla frequenza del bivalve Isognomon maxillatus, si estende su buona parte del territorio astigiano con caratteristiche simili. Lo strato fossilifero inferiore, dominato dal bivalve Glycymeris insubrica, è sviluppato nelle valli Andona e Monale. Tali paleocomunità a molluschi, in parallelo con altre associazioni fossili, si riferiscono ad altrettanti biotopi che documentano l'evoluzione fisiografica e la progressiva riduzione di profondità del mare pliocenico astigiano, sino all'emersione villafranchiana.