Một thung lũng hình chữ V hình thành thông qua một quá trình địa chất được gọi là xói mòn xói mòn, trong đó một dòng sông hoặc suối chuyển động mạnh và nhanh làm xói mòn hoặc cắt một con đường xuyên qua đá. Thung lũng hình chữ V cũng có thể được gọi là thung lũng sông. Đặc điểm chính của kiểu thung lũng này là hẹp với các cạnh dốc và dốc.
Grand Canyon là một ví dụ về thung lũng hình chữ V, được hình thành trong hàng triệu năm khi sông Colorado cắt một con đường qua Cao nguyên Colorado. Grand Canyon có chiều dài 277 dặm và độ sâu khoảng hơn 1 dặm.
Một dạng thung lũng khác là hình chữ U, có đáy cong và sàn rộng bằng phẳng. Các loại thung lũng này được hình thành từ quá trình xói mòn băng giá xảy ra ở các vùng miền núi.