La Valle Gesso, compresa all'interno delle Alpi Marittime, inizia poco oltre Borgo San Dalmazzo ed è caratterizzata per tutta la sua lunghezza dal vasto bacino del torrente Gesso che, a monte di Valdieri, si divide nel Gesso della Valletta, verso Sant'Anna di Valdieri, e nel Gesso della Barra, in direzione di Entracque.

Geograficamente essa funge da "cerniera" tra i due tratti delle Marittime perpendicolari tra loro, quello orientato Est-Ovest (comprendente la Valle Vermenagna) e quello orientato Sud-Nord (comprendente la Valle Stura di Demonte).

Da un punto di vista naturalistico la valle può vantare la presenza della cima più alta delle Marittime, il Monte Argentera (Cima Sud, 3297 m, Cima Nord, 3286 m), nonché un ricco patrimonio floristico composto da numerose specie endemiche, tra cui alcune risalenti a periodi pre-glaciali, e faunistico.

Di particolare rilievo inoltre la presenza del Parco Naturale delle Alpi Marittime, con il suo Centro Faunistico "Uomini e Lupi", dell'Ecomuseo della Segale e della Necropoli di Valdieri.

Il suo territorio è diviso tra i Comuni  di Entracque, Roaschia e Valdieri.