Az Eureka-völgy Inyo megyében található, Kalifornia keleti részén, az Egyesült Államok délnyugati részén. Körülbelül 45 km hosszú és 16 km széles, magassága pedig 2870 láb (875 m) és 8456 láb (2575 m) között változik. A völgy déli része ma a Death Valley Nemzeti Park része – maga a Death Valley délkeletre fekszik. Északon a Deep Springs Valley, a Fish Lake Valley és a White Mountain Range található. Keleten a Last Chance Range több mint 5500 láb (1675 m) magasságban emelkedik a völgy alja fölé. Nyugaton a Sós-hegység, délnyugatra pedig a Sós-völgy található.

Az Eureka-völgy a Basin és Range tartomány legtöbb más alacsonyabban fekvő területéhez hasonlóan egy gránát. Egy továbbfejlesztett kavicsos út keresztezi a völgyet, összekötve a Big Pine közösséget a Death Valley északi Grapevine szakaszával. A völgy déli végéhez egy 10 mérföldes kavicsos út vezet. Primitívebb útvonalak hagyják el a völgyet északnyugatra a Soldier Pass-on, északkeleten a Horse Thief Pass-on, délen pedig a Dedeckera-kanyonon keresztül.

A völgynek két jellegzetessége van. Alakja úgy változtatja meg a szelet, hogy a déli végénél homokot gyűjt össze, ami az egyedülálló Eureka dűnékhez vezet. Közvetlenül a dűnéktől keletre a Last Chance Range több mint 3500 láb (1070 m) magasságban kúszik fel, közel függőleges sziklákként, színes sziklarétegeket jelenítve meg.