La Sierra Grande de Hornachos es uno de los enclaves montañosos que salpican la comarca de Tierra de Barros, situándose a las espaldas de la localidad de Hornachos, construida en la falda de una de sus laderas, con una ubicación privilegiada.
En 1989 fue clasificada como Zona de Especial Protección para Aves. En 1998 se la incluye dentro de la Red de Espacios Naturales Protegidos
La posición central de la sierra en la comarca hace que sus aguas viertan hacia varios ríos, como el Matachel, Guadámez y Palomillas, que nacen de la escorrentía de estos valles. Hacia el suroeste limita con el Embalse de Los Molinos y con terrenos muy llanos y casi desarbolados, donde predominan los cultivos de secano. Por el noroeste, sus límites son más abruptos, bordeando con otras formaciones montañosas como la Sierra de Miradera, Sierra del Rincón y Sierra de la Pedriza. Hacia el sur se extiende la comarca de la Campiña Sur, salpicada de dehesas y extensos campos de cultivo de secano.
Se trata de la más meridional de las sierras centrales, formando parte de un conjunto de relieves serranos que comienza en la Sierra de Arroyo, continúa por la Sierra de Peñas Blancas y termina en la Hornachos, dando lugar a un grandioso corredor que emerge en las extensas llanuras circundantes.
El espacio protegido tiene una superficie de 12.190 ha, todas ellas dentro del término municipal de Hornachos.