La Sierra Gorda se ubica en la región orográfica perteneciente a la vertiente del Golfo de México, con un relieve de origen sedimentario caracterizado por sierras altas con altitudes superiores a los 3,000 msnm y con amplios y profundos cañones labrados por los ríos Santa María, Extóraz y Moctezuma.
Está ubicada en la zona de transición entre el Neártico y la región Neotropical.
Dentro de la Sierra Gorda, se ubica la Reserva de la Biósfera Sierra Gorda que ocupa el 76.68% de la misma. Esta reserva es un área natural protegida que alberga miles de especies de plantas y animales, algunas de ellas protegidas y otras en peligro de extinción.