La Sierra Nevada de Santa Marta, una masa bastante quebrada en su geografía, constituida de rocas ígneas que datan de más de 160 millones de años. El macizo central es aún más antiguo y está conformado por rocas graníticas.
Por encima de los 4.000 metros se hallan afloramientos rocosos y suelos poco evolucionados que son pobres en nutrientes. Entre los 2.800 y los 4.000 metros el suelo es moderamente evolucionado, que solo permite el crecimiento de ciertas plantas como frailejones y pajonales. Sin embargo, por debajo de los 2.800 metros el suelo se torna más fértil y permite el crecimiento de bosques tipo andino o tropical según el piso térmico.
El páramo de Santa Marta, una cinta de gran altitud de los pastizales de montaña y matorrales intercalados con zonas pantanosas y turberas ácido, ocupa la zona entre 3.300 y 4.500-5.000 metros. El páramo de Santa Marta es el enclave más septentrional de páramos en América del Sur, que se producen a lo largo de los Andes. Por encima de 4.500-5.000 metros se encuentra la tapa de nieve permanente.