Villavieja se encuentra enclavada en la ladera orientada hacia el sur de la sierra de Guadarrama (Montes Carpetanos) y en el margen izquierdo del valle del Lozoya. La sierra que desde Villavieja podemos observar y que nos flanquea por el norte, pertenece, por tanto, a la Sierra de Guadarrama, conjunto de cimas del Sistema Central comprendidas entre las aguas vertientes del Jarama- Tajo, al Este, y las del río Duero, al oeste. Entre estos dos ríos discurren más de cien kilómetros de montañas, con mayor o menor elevación, separando las tierras existentes de la Meseta Sur, en la vertiente meridional, con las de la Meseta Norte. La Sierra de Guadarrama, en su parte central, presenta un ramal importante que se separa de forma divergente que sigue una dirección E-S-O, de gran altitud pero que concluye a unos 30 kms de su inicio. El espacio que queda comprendido entre el ramal principal y el secundario da lugar al valle de Lozoya y en el valle medio de este río es donde se encuentra situada nuestra localidad de Villavieja de Lozoya. Uno de los pasos naturales que desde muy antiguo se han utilizado desde la meseta norte al valle donde se sitúa esta localidad es el puerto de Cotos de 1830 mts. Desde aquí y en dirección hacia el Este hay una serie de cumbres con altitudes superiores a 2000mts, lo que hace que apenas existan accesos hacia la meseta norte si no es por el puerto de Navafría (1773). El resto de los collados que pueden servir de paso como los Neveros, Reventón, Calderuelas, Malagosto, Linera, Arcones o Peña Quemada y Acebeda, apenas cuentan con pistas de paso. Finalizando la línea de esta sierra hacia el este, está el paso del puerto de Somosierra, el de más fácil acceso y más utilizado por ser el collado de más baja altitud (1.434 m) y por donde pasa la A-1 Madrid-Burgos, que pasa a escasos kilómetros de nuestra localidad y el acceso más utilizado para acercarnos a nuestra localidad desde Madrid.