死亡谷是为位于美国加州的沙漠谷地。属于莫哈韦沙漠的一部分，亦为北美洲最低、最干旱以及最热的地区，死亡谷曾经拥有地球上最高气温的观测纪录56.7 °C（134.1 °F），发生于1913年7月10日的弗尼斯克里克。死亡谷的恶水盆地为海平面下86公尺（282英尺），是北美最低点，与美国本土最高点、海拔4,421公尺（14,505英尺）的惠特尼峰相距84.6英里（136.2公里），两者都位于大盆地的范围内。
死亡谷为亚热带沙漠气候（柯本气候分类法： BWh），有着长又极端酷热的夏季、暖冬以及少许降雨。一般而言，低海拔往往会有较高的温度。当太阳加热地面，热辐射向上。但上升的空气会因为周围海拔，以及其上方的空气的重量（大气压力）而困住。在较低海拔处，大气压力会高于海平面，这是由于大气层与地面距离更高的原因。尽管有阴影与其他因素，这种气压抑制地面上的热，足以使热空气产生循环的气流，而把热量扩散至该地全境。
这个过程在死亡谷特别重要，因为它提供了其特有的气候与地理特征。死亡谷被群山环绕，其地表平坦且缺乏植被，大量的太阳辐射热到达地表，再被土壤与岩石吸收。地表的空气被加热并上升，沿着陡峭的山脉，逐渐冷却，再回落谷底，向山谷聚集。然后，该底层较冷的空气由太阳再次加热温度上升，沿着山向上，使空气呈现向上和向下的周期循环，类似的炫风烤箱的原理。
这种过热的空气形成了山谷中沿山脉的热气流，且大多囿于山谷内。这种热气流有利于持久的干旱，并且让云不易停留在死亡谷的上空，而降水往往是由幡状云的形式。因众多因素，死亡谷创下最高气温的纪录。
自内华达山脉向东望去的死亡谷内沙丘景象。
死亡谷的深度与形状，影响了夏季温度。死亡谷是长而窄的盆地，在海平面下86公尺（282英尺），四周有高耸陡峭的山脉。地表由干空气与稀疏的植被覆盖，阳光可直接加热沙漠表面。夜间则能下降至28至37 °C（82至99 °F）。大量热空气吹过山谷，创下很高的温度。
1913年7月10日在炉溪谷地（Furnace Creek）所观测的56.7 °C（134.1 °F），是当地最高观测气温，同时也是地球目前最高观测气温。创纪录的当时，连续5日的气温都在54 °C（129 °F）以上。死亡谷记录的最高夜间低温是43 °C（109 °F），而另一个最高夜间低温纪录是阿曼的42.6 °C（108.7 °F）。
在加州死亡谷国家公园游客中心活动的大型杜鹃科鸟类加州杜鹃鸟（Greater Roadrunner）。
死亡谷全年平均降水量为60公厘（2.4英寸），其中Greenland Ranch测站平均仅40公厘（1.6英寸）。
观测史中，最潮湿的月份出现于1995年1月，当时有66公厘（2.6英寸）的降雨。最潮湿年度出现在2004年中至2005年中，当时计有50公厘（2.0英寸）的降雨，使得谷中出现间歇湖，出现大量野花盛开的景色。死亡谷唯一的积雪纪录，出现在1922年1月。
恶水湖与曼利湖
2005年时，死亡谷降雨为平均年雨量的4倍，使得百余年前的湖泊再现。湖泊范围既浅又辽阔，但极端的热与干旱很快就使其干涸。
右图为NASA的Landsat 5卫星，纪录了恶水湖的短暂历史。在2005年时，大规模绿色的水体布满谷地。但在同年5月前，谷地已恢复为往昔的恶水盆地（实为盐滩）。随着时间的推移，这种溶解与结晶的盐会逐渐变黑。
死亡谷的西缘紧接着是冲积扇。在暴洪时期，降雨从陡峭的山上向西边泼溅下来，通过狭窄的峡谷，带走包括细黏土至大石头的一切东西。当这些水流到达峡谷口时，变得宽大且缓慢而形成分支的辫状河。冲积扇所呈现的颜色愈白，则其在地质上愈年轻。
在距今大约于1万至1万2千年前结束的第四纪冰河时期时，内华达山脉的气候较为湿润。而在此时死亡谷被一座称为曼利湖的冰渍湖所填满，其长度接近100英里，深度约600英尺。
死亡谷是美国联邦政府确认的提笔沙美国印第安人的家园，他们在此至少居住了1000年。他们以前被叫做帕纳闽特· 休休尼族印第安人。提笔沙的名称来自tümpisa，意思是红赭色岩画，这种颜料来自山谷中的赭色黏土。现在仍然有一些家庭居住在炉溪谷地。另一个村庄在葡藤山峡谷的地方，那里靠近现在的司考提城堡（农庄）。葡藤山峡谷在提笔沙语（Timbisha language）中叫做麻乎努（maahunu），其中hunu是峡谷的意思。
在死亡谷的Zabriskie Point。
在1849年的加利福尼亚淘金潮（California Gold Rush）期间，探矿者给这里起了个英文名叫做死亡谷。但是在整个淘金潮期间，穿越死亡谷的淘金者中，只有一名死者的记录。在1850年代，死亡谷开出金矿和银矿，1880代发现并开采硼砂，当时使用一种用二十匹骡马（mule-drawn wagons）拉的车运输出去。
1933年2月11日，时任赫伯特·胡佛总统宣布死亡谷为联邦政府保护区。 1994年，保护区成为死亡谷国家公园，并扩大范围包括了萨林和尤里卡峡谷。