Высшая точка - гора Эстрелья (1300 м), южный склон хребта резко обрывается к Андалусской низменности.
Хребет сложен кристаллическими горными породами и образовался в результате поднятия, вызванного движением в северном направлении Африканской плиты.
Имеются месторождения руд меди и марганца, ртути; пиритов, некоторые из которых разрабатываются с древних времён. Склоны Сьерра-Морены покрыты вечнозелёными кустарниковыми сообществами и широколиственными лесами (дуб, бук, каштан).
Горы Сьерра-Морена является одним из мест действия в романе «Хитроумный идальго Дон Кихот Ламанчский» Мигеля Сервантеса.
Романтические переживания на фоне испанской экзотики - в элегической новелле русского историка и писателя Н. М. Карамзина «Сиерра-Морена».
В горах Сьерра-Морена происходит большая часть действия романа Яна Потоцкого «Рукопись, найденная в Сарагосе».