Corresponde principalmente al macizo montañoso del mismo nombre, ubicado en la Cordillera Penibética, integrado en el Sistema Bético.
Se localiza al noroeste de la capital de la provincia almeriense, limitando al norte con el Campo de Tabernas, al noroeste con el Desierto de Tabernas, al suroeste con el Valle del Andarax y la Hoya de Almería mientras que al sur y sureste lo hace con el Campo de Níjar.
Presenta una extensión de 8.099,82 Ha.
Abarcando términos municipales de Almería, Lucainena de Las Torres, Níjar, Pechina, Rioja, Tabernas y Turrillas.
Entre sus características más sobresaliente destaca la presencia de pequeños bosques de encinas, reliquia de los bosques, que en otras épocas y con unas condiciones climáticas distintas a las actuales, cubrían prácticamente la provincia almeriense.
A través de diferentes Senderos Locales, Pequeños Recorridos y Grandes Recorridos, podremos no sólo recorrer parte de la Sierra Alhamilla, sino también sus estribaciones.
Fue catalogado como Paraje Natural Sierra Alhamilla, junto a otros Espacios Naturales Andaluces, en la Ley 2/1989, de 18 de Julio de 1.989, donde se aprueba el inventario de Espacios Naturales Protegidos de Andalucía donde se establecen las medidas adicionales para su protección.
El Paraje Natural Sierra Alhamilla forma parte, desde 1989 de la Zona de Especial Protección para las Aves (ZEPA) y desde finales de 2016 está catalogado como Zona de Especial Conservación (ZEC)..