Eureka Valley si trova nella contea di Inyo, nella California orientale, nel sud-ovest degli Stati Uniti. È lungo circa 28 miglia (45 km) e largo fino a 10 miglia (16 km), con altitudini che variano da 2870 piedi (875 m) a 8456 piedi (2575 m). La parte meridionale della valle fa ora parte del Parco Nazionale della Valle della Morte - la stessa Valle della Morte si trova appena a sud-est. A nord c'è la Deep Springs Valley, la Fish Lake Valley e la White Mountain Range. A est, il Last Chance Range si erge per oltre 5500 piedi (1675 m) sopra il fondovalle. A ovest si trovano le montagne saline ea sud-ovest si trova la Valle delle Saline.

Eureka Valley è un graben, come la maggior parte delle altre zone più basse della Basin and Range Province. Una strada sterrata migliorata attraversa la valle, collegando la comunità di Big Pine alla sezione settentrionale di Grapevine della Death Valley. Una strada sterrata di 10 miglia fornisce l'accesso all'estremità meridionale della valle. Percorsi più primitivi escono dalla valle a nord-ovest tramite Soldier Pass, a nord-est tramite Horse Thief Pass ea sud tramite Dedecera Canyon.

La valle ha due caratteristiche distintive. La sua forma altera il vento in modo tale da raccogliere sabbia vicino alla sua estremità meridionale, portando alle uniche dune di Eureka. Appena a est delle dune, la Last Chance Range si arrampica per oltre 3500 piedi (1070 m) come scogliere quasi verticali, mostrando strati di roccia colorati.