El territorio se reparte entre las cuencas hidrográficas del Duero y el Ebro, siendo a la cuenca del Ebro a la que pertenece el municipio de Arcos de Jalón.

Los numerosos ríos y arroyos que atraviesan el municipio marcan la geografía natural, con una frondosa vegetación que conforman las vegas, de gran riqueza paisajística.

El origen geológico y tectónico de este territorio se sitúa hace unos seis millones de años, a principios del Plioceno Inferior (Era Terciaria).

El avance hacia el norte de la placa continental africana con respecto a la placa ibérica, originó la formación de nuevas montañas y cortó la comunicación entre el océano Atlántico y el mar Mediterráneo, cuyas aguas se evaporaron completamente, transformándose en poco tiempo en una cuenca desértica.

El término municipal se ubica en las denominadas Parameras de Molina.

Geológicamente se diferencian dos zonas: el sur, con formaciones geológicas del Jurásico, donde se distinguen dolomías y calizas de buena permeabilidad, y el norte, con formaciones de la edad Terciaria, concretamente del Mioceno, con arcillas arenosas con intercalaciones de grava y arena muy permeable.

Su término municipal está travesado por la autovía del Nordeste, entre los pK 158 y 175.

En 1822 ya establecido el marco jurídico, la Diputación de Calatayud fue constituida.