Большая Долина представляет собой систему долин и понижений, чередующихся с короткими и невысокими хребтами (высотой до 1500 м). Протяжённость с северо-востока на юго-запад составляет 950 км, ширина — от 40 до 60 км. Долина дренируется многочисленными реками, наиболее крупными из которых являются Камберленд и Теннесси.