Valchiavenna es, junto a Valtellina, uno de los dos valles principales que forman la provincia de Sondrio.
Su punto más meridional es el cruce de Fuentes, que queda un poco por encima de Colico, donde confluyen Valchiavenna y Valtellina, mientras que al norte acaba la Chiavenna. De aquí se ramifican otros dos valles que son su continuación natural: valle Spluga y val Bregaglia. El primero termina con el paso homónimo, mientras que el segundo con el passo del Maloja, en territorio suizo.
Valchiavenna es un valle estrecho, encerrado entre los alpes Lepontinos y los Réticos, de origen glaciar. Está atravesada por los torrentes Mera y Liro, que se unen cerca de Chiavenna.