연천계라는 명칭은 연천군과 그 부근에 분포되어 있는 편암을 주로 한 변성암에 붙여진 이름이다.
연천계는 화강편마암에 의하여 관입되고 이들은 조선계에 의하여 부정합으로 덮여 있다. 상원계는 화강편마암을 부정합으로 덮으므로 연천계는 상원계보다 오래된 지층이다.
이러한 연천계는 여러 학자의 연구 결과 연천계와 춘천계(春川系 : 춘천 부근과 화천 부근과의 사이에 분포된 지층으로 종래에는 연천계로 취급되던 층)를 합하여 연천층군으로 하자는 제안이 나오게 되었다.
연천계는 경기지괴의 선캄브리아기(Pre-Cambria 紀) 변성암 중에서는 가장 상위의 것으로 춘천계보다 후기의 암석으로 생각된다.
새롭게 정의된 연천층군은 주로 사질 또는 이질천매암 및 흑운모녹니석편암으로 구성되어 있으며, 석회암의 협재가 적다. 연천층군은 영남육괴 북반부의 율리층군(栗里層群)과 대비되며 북한의 상원누층군과도 대비된다.