La Cabeza Mediana se halla al norte del arroyo de Angostura, una de las corrientes fluviales que forman el río Lozoya, y al sur del Monasterio de El Paular, del que le separan unos cinco kilómetros.

Al este se encuentra el Valle del Lozoya y al oeste aparece el macizo de Peñalara, al que se une por medio del nudo orográfico del collado de la Sillada de Garcisancho.

La Cabeza Mediana presenta una forma semicircular y una cumbre redondeada, coronada por una estación meteorológica.

Respecto a la fauna, la avícola ocupa un lugar destacado, con especies como el buitre negro, el águila real, el ratonero común y el picapinos, entre otras.

En relación con su hidrografía, la montaña se integra en la cuenca del río Lozoya.