Высшая точка — гора Пеньялара высотой 2428 м над уровнем моря. Геологически массив сложен гранитами и относится к системе Пиренейской Центральной Кордильеры. Сьерра-де-Гвадаррама расположена на территории автономных сообществ Мадрид и Кастилия и Леон (провинции Авила и Сеговия) к северо-западу от столицы Испании[2] между массивами Сьерра-де-Гредос и Сьерра-де-Айльон.
Сьерра-де-Гвадаррама тянется с юго-запада на северо-восток и является водоразделом крупнейших рек Пиренейского полуострова — Тахо и Дуэро.
В массиве преобладают высоты 900—1200 м над уровнем моря. В нижней части Сьерра-де-Гвадаррама покрыта дубовыми лесами, выше преобладает сосна, на больших высотах — кустарники и луга. Природа гор хорошо сохранилась и богата обитающими видами: олени, дикие кабаны, косули, лани, барсуки, ласки, рыси, лисы и зайцы. На берегах водоёмов — большое разнообразие водоплавающих птиц, в горах обитают также испанский могильник и чёрные грифы.