หุบเขาเกิดจากเทือกเขาทีตัน (Teton) ทางทิศตะวันตกและเทือกเขาโกรวอนต์ (Gros Ventre) ทางทิศตะวันออก อุทยานแห่งชาติแกรนด์ทีตัน (Grand Teton) ตั้งอยู่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของหุบเขา ครอบคลุมส่วนใหญ่ของเทือกเขาทีตันและทะเลสาบแจ็กสัน เมืองแจ็กสันตั้งอยู่ทางใต้สุด บนทางหลวงสหรัฐหมายเลข 26 (U.S. Route 26) มีจุดชมธารน้ำแข็ง "Glacier View Turnout" ให้ทัศนียภาพของธารน้ำแข็งทีตัน (Teton Glacier) ทางตอนเหนือของอุทยานแกรนด์ทีตัน[4] และเขตรักษาพันธุ์กวางเอลก์แห่งชาติ (National Elk Refuge) ซึ่งเป็นที่อยู่ของฝูงกวางเอลก์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก แม่น้ำสเน็กไหลผ่านพื้นที่หุบเขาทั้งหมดตั้งแต่ต้นน้ำในเยลโลว์สโตนทางตอนเหนือไปจนถึงปากแม่น้ำที่หุบเขาแม่น้ำสเน็ก (Snake River Canyon) ที่ด้านใต้สุดของหุบเขา ธรณีสัณฐานที่โดดเด่นได้แก่เนินยอดป้านแบล็กเทล (Blacktail Butte) ซึ่งโผล่ขึ้นมาจากพื้นหุบเขา ระดับความสูงเฉลี่ยของหุบเขาสูงกว่าระดับน้ำทะเล 6,500 ฟุต (2,000 เมตร)

ระดับความสูงและความลาดชันในทุกด้านของภูเขาที่ล้อมรอบทำให้พื้นที่หุบเขาในคืนฤดูหนาวที่มีอากาศปรกติมีความหนาวเย็นมาก เนื่องจากการสูญเสียความร้อนจากการแผ่รังสีบริเวณพื้นผิวที่ปกคลุมด้วยหิมะทำให้เกิดอากาศเย็นใกล้พื้นดิน ซึ่งอากาศจะไหลลงมาในหุบเขาเนื่องจากความกดอากาศสูง บันทึกอย่างเป็นทางการโดยหน่วยงานอุตุนิยมแห่งชาติสหรัฐ (National Weather Service) ในปี ค.ศ. 1993 ระบุว่าตรวจพบอุณหภูมิต่ำสุดในตอนเช้าลดลงเหลือ −56 °F (−49 °C) ในหุบเขา ซึ่งเกิดจากผลกระทบนี้ในช่วงที่อากาศหนาวเย็นรุนแรงอยู่แล้ว ขณะที่บันทึกของรัฐไวโอมิงในปี ค.ศ.1933 ยังบันทึกอุณหภูมิต่ำสุดในหุบเขาที่หมู่บ้านมอแรนที่ −66 °F (−54 °C) ส่วนในฤดูร้อนอากาศอบอุ่นถึงอบอุ่นค่อนข้างเย็นเนื่องจากมีภูเขาล้อมรอบ