Pertenece a la cuenca del Guadarrama, si bien está construido sobre el principal afluente de este río, el Aulencia.

Pese a ello, el embalse de Valmayor se erigió finalmente sobre el Aulencia, una corriente de escaso caudal (35 hm³ al año) y fuerte estiaje, y no sobre el Guadarrama, que posee un caudal mucho mayor (una aportación media anual de 116 hm³).

La elección de este emplazamiento se debió a las favorables condiciones geográficas del valle que describe el Aulencia, con una gran apertura y asentado sobre material granítico, de carácter impermeable.

La elección de esta modalidad, no sólo obedeció a razones económicas, sino también a cuestiones técnicas, dada la amplitud del espacio sobre el que se asienta.

El majuelo, el endrino, la zarzamora, los rosales silvestres y las madreselvas son los arbustos más característicos.

En las zonas anegadas, predominan el cárex y gran cantidad de gramíneas.