A Serra do Caldeirão, a maior cordilheira algarvia, é formada pelas rochas mais antigas do território Algarvensis. Datadas do período Carbónico (359 a 299 milhões de anos), estas rochas que recebem a designação de Sequência Flysch do Baixo Alentejo resultantes da deposição a grandes profundidades de areias e argilas no fundo do Oceano Rheic, o qual separava dois grandes continentes (Euramérica e Gonduana). No fundo deste mar antigo depositaram-se os sedimentos que deram origem aos pelitos laminados e grauvaques que caracterizam o substracto geológico da Serra Algarvia. 

A serra do Caldeirão é atravessada por vários cursos de água, quase todos de regime intermitente ao longo do ano. O seu ponto mais alto é o cume de Pelados, com 589 metros de altitude. Originalmente coberta por vegetação mediterrânea, nomeadamente várias espécies de carvalhos, a serra do Caldeirão é hoje povoada principalmente por sobreiros (Quercus suber) e azinheiras (Quercus rotundifolia). A serra do Caldeirão funciona também como climatizador do litoral Algarvio tendo uma influência climática relevante, bloqueando os ventos de norte, protegendo das temperaturas mais baixas e bloqueando os ventos húmidos vindos de sul, reduzindo a pluviosidade a norte.