La sierra ocupa todo el Noroeste de la provincia de Guadalajara, comprendiendo una extensión próxima a los 3.000 kilómetros cuadrados. La zona más occidental de las Serranías de Guadalajara, enclavadas al sur del Sistema Central, dentro del macizo de Ayllón, es la más escarpada de éstas, superando varias cotas los 2.000 metros de altitud. La zona más oriental de estas serranías suaviza sus perfiles, alternándose cerros y lomas de escasa elevación, con llanas parameras de una altitud media de 1.200 metros. Dentro del conjunto de esta amplia comarca se incluyen distintos y variados subsistemas serranos: Sierra de Ayllón, Sierra de Ocejón, Sierra del Alto Rey, Sierra de Pela y Sierra Ministra. Una amplia red de ríos y arroyos tiene en esta comarca su cabecera, con el Jarama y el Henares como cursos fluviales principales. Al norte de esta comarca se enclava el Parque Natural del “Hayedo de Tejera Negra” (Cantalojas), uno de los bosques de hayas más meridionales de toda Europa, y en las proximidades de Sigüenza, el Parque Natural del “Río Dulce”, donde se rodaron numerosas escenas de la serie “El hombre y la tierra” del malogrado Félix Rodríguez de la Fuente.
Las principales poblaciones enclavadas en esta comarca son: Sigüenza, Atienza, Cogolludo, Tamajón, Campillo de Ranas, Valverde de los Arroyos, Majaelrayo, Cantalojas y Galve de Sorbe, entre otras muchas.