La historia geológica del Valle de Alcudia y Sierra Madrona abarca desde el precámbrico hasta el cuaternario reciente, encontrándose totalmente subordinada a la larga serie de acontecimientos que se registraron en la mayor parte de los territorios de Castilla–La Mancha y por consiguiente de la Península Ibérica.

Su distribución en la Comarca viene marcado por los materiales más antiguos del precámbrico en los valles y depresiones, destacando el Valle de Alcudia; con los materiales de edad Paleozoica, especialmente del Ordovícico y Silúrico, en los Macizos de Sierra Madrona–Quintana y de Navacerrada.

El relieve se ve complementado con materiales del Terciario y del cuaternario, ausentándose elementos del Secundario.

Como resultado de la historia geológica, los grandes rasgos del relieve se han configurado en un tipo de relieve denominado APALACHENSE caracterizado por la alternancia de sectores elevados y zonas deprimidas, que se corresponden perfectamente con afloramientos de rocas muy resistentes a la erosión (cuarcitas) y materiales blandos (pizarras), esto junto a la linealidad y simplicidad de las estructuras geológicas le otorgan un carácter peculiar.