El origen geológico del Real Sitio de San Lorenzo de El Escorial, ligado a la evolución de la meseta castellana, se encuentra en el arrasamiento (peneplanización pretriásica) del antiguo Macizo Hespérico que provocó su transformación en una penillanura.
Tras este periodo, durante el Secundario, toda la zona quedó emergida, sufriendo incesantes procesos de erosión hasta el Cretácico, en el que se produjo la transgresión Cenomanense y el mar la cubrió.
A principios del Terciario el mar comenzó a retirarse y la zona se fracturó, produciéndose el hundimiento definitivo de las principales depresiones de la Meseta, sobre las que se fueron depositando potentes capas de materiales continentales.
A principios del Mioceno se produce un proceso de basculamiento general. Bajo un clima árido y un régimen de deposición endorreico (en el que el agua no tenia salida) , comienzan a sedimentarse materiales de facies detríticas (compactadas tras la sedimentación), con importantes cambios laterales y transiciones a facies evaporíticas (formadas por cristalización).
A finales de éste periodo y durante todo el Pontiense, se produce un cambio climático que facilita la instalación de una red fluvial bien definida, con abundantes depósitos de materiales conglomeráticos en sus márgenes.
Posteriormente, ya en el periodo Cuaternario, se producen oscilaciones climáticas que traen consigo periodos áridos y lluviosos, lo que determina la deposición-denudación (erosión) de los distintos materiales.
Debe tenerse en cuenta que, durante el Triásico, la Meseta basculaba hacia el Este , por lo que la zona occidental se mantuvo desde sus inicios sometida a unos profundos e importantes procesos erosivos y de arrasamiento , mientras que en su zona oriental , el movimiento del mar en su línea de costa cubría el territorio. De este modo, las diferentes fases transgresivas y regresivas del Mesozoico determinaron el máximo avance marino y, por tanto, que los materiales y sedimentos cretácicos (época de máxima transgresión) se apoyen directamente sobre el zócalo arrasado de la Meseta.
Es durante el Eoceno, con los movimientos orogénicos alpinos , cuando la Meseta sufre su transformación más importante ; se producen abombamientos y fracturaciones, que son la génesis de los macizos montañosos y de las grandes depresiones.
Al llegar al Neógeno, lo que en principio era una amplia penillanura o superficie de arrasamiento, se ha transformado en una morfoestructura de bloques hundidos y elevados, en los que los horts o unidades morfoestructurales levantadas, van a ser las áreas de alimentación de sedimentos para las unidades hundidas. Estas depresiones se van rellenando de sedimentos procedentes de la erosión de las unidades más elevadas.