La sierra une el pedemonte subandino, con el escudo brasileño, su altura máxima es 1250 m s. n. m.[1] La serranía es parte del Cratón del Guaporé, una formación rocosa sumamente antigua, de 1000 a 1200 millones de años.
[2] El terreno ondulado y fuertemente erosionado se ha formado a partir de diversas rocas graníticas y metamórficas.
[3] Parte de la zona es irrigada por ríos afluentes del río Paraguay, tales como los ríos Tucavaca y San Rafael.
Debido a que la región posee un drenaje escaso, en la misma se forman bañados y pantanos característicos, con lagunas y esteros durante los 3 o 4 meses de la estación de lluvia.
[4] Si bien se desconoce con certeza el grado de endemismo de esta remota región, ciertos estudios indican el endemismo de las siguientes especies: Frailea chiquitana (Cactaceae), Axonopus herzogii (Gramineae), Norantea (Marcgraviaceae), Palicourea (Rubiaceae) y Andropogon y Anthaenantiopsis (Gramineae).