Situé à 86 mètres sous le niveau de la mer, le parc est la zone la plus basse du continent américain. Il y a plusieurs millions d'années, un immense lac, profond de 200 m, recouvrait cette vallée entourée par une chaîne de montagne culminant, aujourd'hui, à 3350 m. Les vents du Pacifique ne pénètrent jamais dans la Death Valley, véritable cuvette dont le climat est comparable à ceux du Tchad et du Soudan.
Asséché il y a quelques milliers d'années, le lac a laissé derrière lui un vaste dépôt de sédiments qui donne au Death Valley National Park des couleurs à la fois étranges et fascinantes.



