El Sistema de Tandilia se caracteriza por su antigüedad geológica (2200 millones de años, Ma), y por la diversidad de rocas ígneo-metamórficas que posee. En su cubierta sedimentaria se pueden encontrar trazas fósiles de origen marino (icnogéneros) pertenecientes al Paleozoico inferior (550Ma), que revela que en su pasado fue parte de un fondo marino, cuando Tandilia formaba parte de Gondwana. Durante el proceso de separación de ese megacontinente, que comenzó hace 200 Ma (Jurásico), se habría originado el relieve de mesetas que caracteriza a Tandilia, cuya elevación sería consecuencia de las mismas fuerzas tectónicas que dieron lugar a la formación de la cordillera de los Andes. Los suelos de la región se originaron durante el Cuaternario (1,8 Ma) a partir de un material fino (loess), transportado por vientos desde el oeste. Acompañaron su desarrollo el incremento de la humedad, la estabilidad ambiental y el establecimiento de una cubierta vegetal (Pleistoceno tardío-Holoceno, 10.000 años). Esta vegetación, caracterizada por pastos o gramíneas, ha evolucionado bajo distintos climas hasta constituir el pastizal templado, que originalmente se extendía por toda la región abarcando las actuales zonas cultivadas.