Eureka Valley está localizado no condado de Inyo, no leste da Califórnia, no sudoeste dos Estados Unidos. Tem aproximadamente 28 milhas (45 km) de comprimento e até 10 milhas (16 km) de largura, com elevações variando de 2.870 pés (875 m) até 8.456 pés (2.575 m). A parte sul do vale agora faz parte do Parque Nacional do Vale da Morte - o próprio Vale da Morte fica a sudeste. Ao norte está Deep Springs Valley, Fish Lake Valley e a White Mountain Range. A leste, o Last Chance Range se eleva a mais de 5.500 pés (1.675 m) acima do fundo do vale. A oeste estão as Montanhas Salinas, e a sudoeste fica o Vale Salino.

O Vale Eureka é um graben, como a maioria das outras áreas mais baixas da província de Basin and Range. Uma estrada de cascalho melhorada atravessa o vale, conectando a comunidade de Big Pine à seção norte de Grapevine do Death Valley. Uma estrada de cascalho de 10 milhas fornece acesso ao extremo sul do vale. Rotas mais primitivas saem do vale a noroeste via Soldier Pass, a nordeste via Horse Thief Pass e ao sul via Dedeckera Canyon.

O vale tem duas características distintas. Sua forma altera o vento de forma a coletar areia perto de sua extremidade sul, levando às únicas dunas de Eureka. A leste das dunas, o Last Chance Range sobe mais de 3.500 pés (1.070 m) como penhascos quase verticais, exibindo estratos rochosos coloridos.