La fascia settentrionale della Regione di Madrid è delimitata da un confine naturale, la Sierra de Guadarrama, che appartiene al Sistema Central e trova nel Pico di Peñalara, con un'altitudine di 2.430 metri, il suo punto più elevato.
La catena montuosa presenta ben tre ecosistemi chiaramente differenziati a seconda dell'altitudine.
Sebbene le specie arboree siano perfettamente inserite in questa sorta di compartimenti ecologici creati dalle diverse temperature, la fauna della Sierra appare più flessibile alle avversità del clima.
Il suo confine orientale è delimitato dalla Sierra de Gredos, mentre quello occidentale dalla Somosierra. Roveri, pinete e perticaie sono gli strati ecologici in cui ci imbattiamo nella Sierra madrilena, caratterizzata da una ricca fauna con animali quali cinghiali, caprioli, volpi, gatti selvatici o varie specie di aquile.

Tra i 1.200 e 1.600 metri, troviamo la zona dei roveri o dei boschi di querce dei Pirenei, in cui predominano gli alberi a foglia caduca.
Al di sotto di questa quota troviamo i lecceti, mentre, tra i 1.600 e i 2.100 metri, appaiono i pini d'alta montagna, per l'esattezza i pini silvestri, gli alberi che meglio si adattano alle basse temperature a queste altitudini.
L'area più elevata, con quote superiori ai 2.000 metri, è la zona della perticaia d'alta quota o delle ginestre dei carbonai, in cui sono presenti soltanto arbusti.

Onde evitare il deterioramento di questa area naturale che ospita un totale di 234 specie di vertebrati, di cui 169 protette per legge, è previsto includerla nella categoria dei parchi naturali per facilitarne la conservazione. Al momento esistono già due parchi naturali, anche se non di categoria nazionale: il "Parque natural de la cumbre, circo y lagunas de Peñalara", con una superficie di 780 ettari, e il "Parque regional de la cuenca alta del Manzanares" (52.796 ettari) situato a nord-ovest della Regione di Madrid.
Alla grande diversità di uccelli rapaci e che si nutrono di carogne della zona corrisponde un'altrettanto ampia varietà di erbivori: cervidi come il daino, il capriolo o il cervo e altri animali di grande taglia come il cinghiale o la capra di montagna; senza dimenticare poi conigli, lucertole o topi di campagna, specie decisive per la dieta dei suddetti volatili.
La Sierra, nelle sue zone meno elevate, presenta lecci, ginepri, cisti, timi, ginestre e stecadi, ma anche frassini e salici, per poi, salendo, mostrarci querceti e pini silvestri e concludere quindi, alle quote più elevate, con le abituali brughiere e le ginestre dei carbonai o i prati di montagna.

I principali punti di interesse della Sierra de Guadarrama sono La Cabrera, La Pedriza, la sorgente del fiume Lozoya nella laguna di Peñalara e i passi di Canencia e della Morcuera. Questa catena montuosa comprende i monti Carpetanos, Cuerda Larga e la Sierra de la Morcuera, Navacerrada, Siete Picos, Montón de Trigo, Peña del Oso, Pasapán e la Sierra de Malagón.
Le vette più alte sono Peñalara (2.430 m), Cabeza de Hierro Mayor (2.383 m) e La Maliciosa (2.227 m).
Tra gli splendidi luoghi inseriti nel "Parque regional de la cuenca alta del Manzanares" spicca La Pedriza: uno spazio protetto sin dal 1930. Situata nel cuore della Sierra de Guadarrama, si tratta di una delle aree naturali di Madrid più visitate dagli appassionati di alpinismo. Il volo del grifone in cerca di carogne è una delle riproduzioni più comuni di questa zona, in cui la rigidità del clima impedisce la comparsa dei boschi e dà vita a cisti, stecadi, brughiere e ginestre dei carbonai.