Las tierras mirandinas fueron tomando la fisonomía que hoy le conocemos en el terciario superior cuaternario. Los farallones de la costa norte son el resultado de un levantamiento del litoral, el cual se desarrolló en el plioceno y que en magnitud mucho menor continúa en la actualidad. El estado Miranda está emplazado dentro de dos filas orográficas: la Serranía del Litoral y la del Interior, con una gran depresión entre ellas, la llanura barloventeña, así como los valles del Tuy y la parte oriental del valle de Caracas.

La Serranía del Litoral: presenta una estructura geológica tipificada por la presencia de anticlinales, sinclinales, fallas y diaclasas que dan muestra de la intensa actividad tectónica de la zona. Está formada por rocas metamórficas clasificadas en su mayoría de la edad cretácea; predomina un relieve accidentado y abrupto, con altas pendientes, crestas irregulares, agudas y de profundos entalles, además de estrechos valles intramontanos. La Serranía del interior: más baja que la del Litoral, se localiza al sur del estado de oeste a este; la conformación de la serranía en el estado Miranda es de rocas sedimentarias con una faja de rocas cretáceas paleocenas. En la vertiente sur de la serranía es característica la presencia de numerosas fallas de corrimiento que sirven de contacto entre las diferentes formaciones geológicas, además de numerosas fracturas y diaclasas en las rocas. El relieve está caracterizado por una topografía accidentada con fuertes pendientes que llegan hasta el 70%. El Sector Oriental del Valle de Caracas: corresponde al estado Miranda; el cual constituye una depresión de la Serranía del Litoral. El río Guaire divide este sector en dos franjas que se diferencian por su declive. Los Valles del Tuy: forman una depresión entre las dos formaciones orográficas, a partir de las cuales comienza a abrirse la llanura barloventeña que separa las serranías del Litoral y del Interior, por su extremo este. La Depresión de Barlovento: corresponde a una amplia planicie de origen sedimentario donde se identifican paisajes bajos y planos, tales como: valles, planicies de explayamiento y litoral marino, de edad reciente sujeto a una constante deposición de sedimentos como consecuencia de inundaciones de los valles, planicies y de la acción marina del litoral.

En cuanto a las condiciones climáticas, los niveles altitudinales originan varios pisos bioclimáticos que varían desde el tropical, localizado a lo largo de la costa, hasta el montano bajo, que se desarrolla en el centro de la serranía. La pluviosidad presenta un promedio anual entre los 1 300 y 1 500 mm, en el sur de Barlovento y toda la zona oeste del Tuy medio, lo cual es producto de los vientos alisios cargados de humedad que penetran por Barlovento. Las lluvias están presentes hasta siete y nueve meses en esta zona. La temperatura máxima y mínima son de 27°C y 18°C, en el sector de cordillera y en las depresiones como la de Barlovento el promedio anual es de 26°C.

Las aguas que componen la red hidrográfica del estado presentan en su mayoría cursos cortos cuyo caudal aumenta gradualmente desde las zonas más secas hasta las más húmedas; estas aguas en su totalidad drenan su caudal hacia el Mar Caribe. La cuenca principal de la región es la del río Tuy, y las subcuencas más importantes son las de los ríos: Guaire, Cuira, Grande, Guare, Ocumarito, Lagartijo, Taguaza, Taguacita y Quebrada Charallave. La disponibilidad de recursos hídricos en la entidad es realmente precaria, no por ser una región en términos pluviométricos seca, sino por estar dentro del mayor conglomerado urbano-industrial del país. El volumen de agua disponible está comprometido para el abastecimiento urbano-industrial de la casi totalidad del área metropolitana de Caracas, así como del total del territorio mirandino, el cual se realiza de manera deficitaria a través de los embalses de La Mariposa, Lagartijo, La Pereza, Ocumarito, Agua Fría, Taguaza, El Guapo y Quebrada Seca. En cuanto a las aguas subterráneas, el mayor potencial de la entidad lo ofrece el acuífero de Barlovento. Es de gran importancia reseñar que la oferta de recursos hídricos no es cónsona con la creciente necesidad de abastecimiento, siendo el área metropolitana y el Tuy Medio los sectores más afectados, ya que agrupan la mayor densidad de población y actividades comerciales e industriales, cuyas demandas de agua no pueden ser abastecidas, sobre todo cuando en la actualidad importantes volúmenes de los ríos Guaire, Tuy y Grande no pueden ser utilizados debido al alto grado de contaminación.

2Las formaciones vegetales localizadas en el estado, son en primer término los bosques, además de matorrales, espinares, herbazales, palmares y manglares. De esta manera, la densa vegetación de la selva pluvial o lluviosa contrasta con la xerófila que predomina en la vertiente que da al Caribe; el mangle al igual que el palmar son característicos de la costa mirandina; en las áreas montañosas y en los valles interiores la vegetación predominante es la selva tropófila. La variedad y abundancia de especies en la entidad han estado sujetas a un creciente proceso de intervención, especialmente aquellas ubicadas en las inmediaciones de las áreas agrícolas y urbanas. El potencial de tierras agrícolas se localiza básicamente en la depresión Guarenas-Guatire, Tuy Medio, valles, planicies y sectores colinosos de Barlovento. La planicie de Barlovento es la zona que presenta mayor superficie de tierras fértiles de la región, con un régimen climático de extrema humedad, excepto el sector costero, donde se requiere de riego. Las tierras del Tuy Medio muestran mediano potencial, pero han sido subutilizadas por muchos años, con actividades ganaderas y cañícolas extensivas. Los bosques del estado, en su mayoría están situados sobre paisajes accidentados, por lo que el potencial forestal está restringido a la función de bosques protectores de suelo, regulación de las aguas y refugio de fauna silvestre, de allí que una gran extensión de ellos han sido decretados como Areas Bajo Régimen de Administración Especial. No obstante, se localizan bosques con fines productores en algunos sectores barloventeños, con especies comercialmente explotables, los cuales con políticas y programas forestales bien diseñados, acabarían con la manera tan arbitraria como se realiza esta actividad, para así fomentar un manejo integral del área. Otras zonas con potencialidad para la producción forestal son las masas boscosas localizadas en el extremo oriental de la Serranía del Interior, desde el río Casupito hasta las inmediaciones de Sabana de Uchire (Anzoátegui). Hay que destacar que tanto los bosques protectores como productores han estado sometidos por muchos años a fuertes procesos de degradación, producto de talas, quemas y deforestaciones, las cuales han estado en función de la expansión de la frontera agrícola, urbana e industrial.

La fauna silvestre tiene como mamíferos representativos al venado matacán rojizo o locho, lapa, picure y mono araguato. Entre las aves, las más comunes son: ponchas y guacamaya roja. Destacan entre los reptiles, las serpientes venenosas como cascabel y mapanare, entre las no venenosas son comunes la cazadora y tragavenado. La rana platanera y el sapo común son abundantes en las áreas boscosas. En el litoral mirandino se desarrollan albúferas o lagunas litorales, donde es posible el desarrollo de la actividad pesquera, representada por una variedad de especies, entre las cuales se mencionan: cunaro, pargo, carite, jurel, lebranche, róbalo, varios tipos de cangrejo, lisa y camarones. En cuanto a la pesca se tiene: la de arrastre, la cual es selectiva y se localiza sobre todo en la pesca camaronera de Barlovento; lacustre, que se realiza en la laguna de Tacarigua y la artesanal realizada a lo largo de la costa, sobre todo para consumo familiar. No obstante, el estado Miranda junto con el Distrito Federal constituyen las zonas más deprimidas para la realización de la actividad pesquera a nivel nacional por la alta contaminación de sus litorales y cursos de agua.

En cuanto al potencial minero, básicamente se localizan caliza, arena, grava y arcilla. Se han encontrado depósitos de hierro hidrotermal en Capaya, la explotación futura del mismo puede crear problemas ambientales en un paisaje de vegetación boscosa y densa.