La alineación montañosa del oeste de Argentina que se extiende entre la quebrada de Cosme y la pampa del Guanaco, en el sector central de la provincia de La Rioja, correspondiente a los departamentos de Chilecito y General Lavalle. Se trata de una continuación hacia el sur, aunque de menor altitud, de la sierra de Famatina, cordón montañoso que constituye el reborde occidental de la región de las Sierras pampeanas, en el límite con la Precordillera, ya en la región de Cuyo. A su vez, Sañogasta continúa hacia el sureste a través de las sierras de Vilgo y Paganzo.
Con un ancho de unos 30 km por término medio y una elevación máxima de 3.456 m de altitud, consta de una cadena de núcleo granítico batolítico, con un abrupto de falla hacia el este y en forma de falda hacia el oeste. Al norte, la sierra culmina en la quebrada del río Miranda, por donde discurre la ruta que une la población de Villa Unión con Nonogasta.
Los arroyos que descienden de su ladera oriental, la más húmeda, son de caudales intermitentes y se pierden en el bajo de Santa Elena. La denominada “costa” de la sierra, o sector oriental, es recorrida por la Ruta Nacional Nº 74, que une las localidades de Chilecito y Patquía; su construcción provocó el desplazamiento de algunos asentamientos humanos hacia el oeste, sobre la vía férrea, que actualmente se encuentra fuera de servicio.