Mėnulio slėnis (isp. Valle de la Luna) – slėnis Čilės šiaurėje, Atakamos dykumoje, 20 km nuo San Pedro de Atakamos miesto.

Slėnio skersmuo yra 500 metrų. Tai bergždžia dykvietė, primenanti Mėnulio kraštovaizdį, su savo gumbuotais rieduliais ir plonais smiltainio bokštais. Mėnulio slėnio uolų amžius yra 23 milijonai metų. Jis yra pačiame šiauriniame Druskos kalnagūbrio gale, šis regionas yra kadaise buvusio ežero dugnas, kuris tūkstantmečiais buvo visaip lankstomas ir stumdomas. Nuolatiniai vėjai ir atsitiktinės liūtys taip išskaptavo akmenis, kad šiandien toji vieta atrodo kaip Mėnulio paviršiaus dykvietė. Čia esama nemažų spalvotojų mineralų klodų, raudonosios ir oranžinės geležies gyslų, grynos druskos ir gipso sluoksniai.

Mėnulio slėnis įeina į Los Flamencos gamtos rezervatą.