Ubicacion: una cadena montañosa situada en la cordillera penibética, que está delimitada por el valle de Lecrín al oeste, el valle del Guadalfeo al sur, por la depresión Bética al norte, por el corredor de Gérgal al este, y por el valle del Andarax al sureste. Las coordenadas geográficas entre las que se encuentra son aproximadamente: de 36º 55' a 37º 15' de latitud norte, y de 2º 56' a 3º 38' de longitud oeste. Tiene una longitud de casi 80 km, su anchura oscila entre los 15 y los 30 km, y su superficie es de más de 2.000 km².
Dentro de la sierra Nevada se encuentra el Mulhacén, el pico más alto de la península Ibérica, con 3.480 metros de altitud, así como el pico del Veleta, el tercero en altura, con 3.392 metros, tras el Aneto que pertenece a los Pirineos. (Ver picos más importantes en cuadro adjunto).
La cara norte del macizo es el lugar de nacimiento de multitud de ríos situados casi todos en la cuenca del Guadalquivir: aquí nacen ríos como el Nacimiento (afluente del Andarax), el Fardes, y el río Genil, el más importante de todos; en las caras oeste y sur nacen ríos pertenecientes a la vertiente mediterránea, como el río Dúrcal o Ízbor, el Trevélez, el Poqueira, tributarios del Guadalfeo, que también nace en la sierra, y los ríos Adra y Andarax, con sus respectivos afluentes. En esta misma vertiente se encuentran la mayor parte de las casi 50 lagunas de alta montaña existentes en la sierra Nevada, muchas de las cuales dan lugar al nacimiento de ríos y arroyos.
Gran parte del entorno, sobre todo por encima de los 2.400 metros (correspondiente con el límite de las nieves perpetuas hasta la llegada del período Holoceno) ha sido modelado por la antigua presencia de glaciares, dando lugar a innumerables lagunas de alta montaña, especialmente en la vertiente sur del macizo, y valles en forma de "U".
La mayor parte de su extensión está dentro del Parque Nacional Sierra Nevada, ocupando un total de 86.210 hectáreas; otras 86.000 ha corresponden al parque natural circundante. Dentro de este parque se encuentra el Observatorio de Sierra Nevada, y la estación de esquí situada más al sur de Europa, conocida por sus suaves temperaturas y abundante número de horas de sol.
El Observatorio de Sierra Nevada se encuentra en la ladera norte, a 2.800 metros de altura. En 1935 se abrió una carretera que conducía a la cumbre del pico Veleta. El tramo que conducía al pico Veleta fue cerrado al tráfico en 1989; hasta entonces era considerada la carretera más alta de Europa.
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