El término municipal de Fresnedillas de la Oliva se encuentra ubicado en el oeste de la Comunidad de Madrid, asentado sobre un paisaje alomado, debido a su localización en las estribaciones de la Sierra de Guadarrama y en suelos silíceos con abundantes roquedos. Posee una extensión de 28’20 Km2 y sus límites administrativos son: al norte y oeste, Robledo de Chavela, al este, Navalagamella, y al sur, Colmenar del Arroyo.
La orografía es suave y poco escarpada, con valles de fondo amplio a modo de navas, y en suave pendiente hacia el sur. La altitud media oscila entre los 850 y 950 metros, alcanzándose las cotas máximas en el alto de La Cabezuela (931 metros), Cerro Roblazos (967 metros) y Peña Caballera (972 metros). La altitud condiciona el clima con inviernos fríos y estiaje seco y caluroso.
La mayoría de los cauces fluviales que atraviesan su territorio poseen escaso caudal y desembocan en el arroyo de la Yunta, afluente del río Perales. Existen también algunos manantiales de agua potable: fuente de las Eras, Pajareras, El Caño, Perozancas; y por la zona meridional del término discurre un pequeño tramo de la conducción hídrica San Juan-Valmayor
La flora dominante está constituida por encinares y pastos, en el este, y algunos setos de fresnos, hacia el sur. En la mitad oeste el encinar se degrada –se intercalan, retamas, cantuesos, jaras y algún enebro-, existiendo también pinares y zonas de pastos, en las depresiones más húmedas. Como especies cinegéticas, cabe destacar el conejo, la liebre, la perdiz y otras. Algunos parajes, como la dehesa de Navalquejigo, constituye espacios naturales de alto valor ecológico.