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Villacañas es parte de la unidad morfológica de La Mancha, dentro de la cuenca sedimentaria del río Guadiana. Como en el resto de La Mancha, en Villacañas predomina la suave llanura de escaso plegamiento de tipo campiña que acumula predominantemente sedimentos miocénicos (calizos, tales como arcillas, arena y margas, y tambíén yesos). No obstante en Villacañas existen elementos geográficos que contrastan fuertemente con la monotonía del paisaje manchego: sierras y lagunas.


La llanura manchega se ve interrumpida abruptamente al noroeste donde se eleva la sierra del Romeral, una formación de unos ocho kilómetros en dirección noroeste-sureste que se eleva por encima de los 800 msnm(el pico del Romeral tiene 878). Esto conlleva la existencia de un escalón de más de 200 metros entre la sierra del Romeral y la depresión del río Riánsares al sureste, que es el punto más bajo del municipio (655 msnm). La sierra del Romeral presenta una historia geológica pareja a los Montes de Toledo[1]​, que marcan el límite de La Mancha al oeste. Son formaciones rocosas de mucha antigüedad, de hasta 450 millones de años, que han sufrido una gran erosión, donde predominan las pizarras y cuarcitas de génesis herciniana que, como los Montes de Toledo, se pusieron al descubierto durante la orogenia Alpina tras haber sufrido una fuerte erosión durante el secundario. Debido a la erosión posterior, las laderas cuentan con importantes formaciones de canchales.

De la misma génesis que la sierra del Romeral, la mitad occidental de Villacañas cuenta con una cierta complejidad orográfica con muchas pequeñas sierras y montes aislados que conviven con zonas de relieve deprimido que tienden al encharcamiento. Las Sierras Peladas (805 msnm) en dirección norte-sur, ocupan una extensión de casi tres kilómetros. La Sierra del Corvo (789 msnm) también se sitúa en dirección norte a sur con una longitud de tres kilómetros. La Sierra de la Ortigosa (748 msnm), la Sierra Morena (739 msnm), la Atalaya (745 msnm) o la Sierra del Castillejo (735 msnm) son otras de las sierras y montes que dominan un terreno complejo, donde las sierras dejan paso a materiales del mioceno y entonces a un relieve deprimido con materiales cuaternarios (limos)[2]​ en parajes como la Espartosa o la laguna de Castillejos con encharcamiento estacional.

El este y sur de Villacañas, en la banda del río Riansares y las múltiples lagunas de suelo salino y depresiones (el este del propio casco urbano está situado en una depresión, por ejemplo, el paraje conocido como el Prado), presentan un relieve más suave y llano, con sedimentos cuaternarios muy recientes de origen aluvial como graves, arenas, limos y arcillas[3]​ situados sobre los sedimentos miocénicos. Es aquí donde, gracias al nivel freático próximo a la superficie, se produce uno de los entornos más interesantes de la localidad, su complejo lagunar, de carácter estacional.

  1. «Estudio mediante imágenes TM del entorno de Villacañas (Toledo)». Revista de Teledetección: 2. Junio 1999. Consultado el 21 de septiembre de 2015. 
  2. «Villacañas». Mapa geológico de España. Instituto Geológico y Minero de España. Consultado el 21 de septiembre de 2015. 
  3. Villacañas. Plan de ordenación municipal. p. 5. Consultado el 21 de septiembre de 2015.