La unidad orográfica más austral del grupo de las sierras Pampeanas de Argentina, donde nacen el río Segundo y el Tercero. Varios bloques fallados en forma de cordones se disponen de norte a sur y de este a oeste. Se pueden así distinguir tres grandes unidades: la sierra Norte, la sierra Chica y la sierra Grande o serranía de Achala. El cerro Champaquí (2.884 m) es la mayor altitud del sistema y otras formas y unidades del relieve destacadas de la región son la Pampa de Olaén, las Salinas Grandes y la sierra de Comechingones.
Como las demás sierras Pampeanas, es un conjunto de cordones que corresponden a bloques de falla separados por valles longitudinales. Entre ellos se destacan los valles de Punilla y Calamuchita. Las laderas orientales son tendidas como ‘faldas’ y las occidentales son escarpadas y como ‘cuestas’. La conformación petrográfica está compuesta esencialmente por un basamento plutónico-metamórfico de edad precámbrica con intrusiones basálticas del paleozoico. Las penillanuras de sus chatas y extensas cumbres, con material desagregado, forman ‘pampas’ de piedra como la de Achala y la de Pocho.