A Serra do Caleirão, a maior cordilheira algarvia, é formada pelas rochas mais antigas do território Algarvensis. Datadas do período Carbónico (359–299 Ma), estas rochas que formam a Sequência Flysch do Baixo Alentejo são testemunhos de um mar frio e profundo chamado mar Rheic, o qual separava dois grandes continentes (Euramérica e Gonduana). No fundo deste mar antigo depositaram-se os sedimentos que deram origem aos xistos argilosos e grauvaques que caracterizam a Zona Sul Portuguesa e afloram na Serra Algarvia. 

A serra do Caldeirão é atravessada por vários cursos de água, quase todos de regime intermitente ao longo do ano. O seu ponto mais alto é o cume de Pelados, com 589 metros de altitude. Originalmente coberta por vegetação mediterrânea, nomeadamente várias espécies de carvalhos, a serra do Caldeirão é hoje povoada principalmente por sobreiros Quercus suber e azinheiras Quercus rotundifolia. A serra do Caldeirão funciona também como climatizador do litoral Algarvio tendo uma influência climática relevante, bloqueando os ventos de Norte, protegendo das temperaturas mais baixas e bloqueando os ventos húmidos vindos de sul, reduzindo a pluviosidade a norte.