Eureka Valley se nachází v Inyo County, ve východní Kalifornii na jihozápadě Spojených států. Je přibližně 28 mil (45 km) dlouhé a až 10 mil (16 km) široké, s nadmořskými výškami od 2870 stop (875 m) do 8456 stop (2575 m). Jižní část údolí je nyní součástí národního parku Death Valley - samotné Death Valley leží na jihovýchodě. Na sever je Deep Springs Valley, Fish Lake Valley a White Mountain Range. Na východě se pohoří Last Chance Range tyčí přes 5500 stop (1675 m) nad dnem údolí. Na západě jsou Saline Mountains a na jihozápadě leží Saline Valley.

Údolí Eureka je údolím, stejně jako většina ostatních níže položených oblastí Basin a Range Province. Údolím prochází vylepšená štěrková cesta, která spojuje komunitu Big Pine se severní částí Grapevine Death Valley. 10 mil dlouhá štěrková cesta poskytuje přístup k jižnímu konci údolí. Primitivnější cesty opouštějí údolí na severozápad přes Soldier Pass, na severovýchod přes Horse Thief Pass a na jih přes Dedeckera Canyon.

Údolí má dva charakteristické rysy. Jeho tvar mění vítr takovým způsobem, že shromažďuje písek poblíž jeho jižního konce, což vede k jedinečným dunám Eureka. Jen na východ od dun šplhá pohoří Last Chance Range přes 3500 stop (1070 m) jako téměř svislé útesy, které zobrazují barevné skalní vrstvy.