In het noorden wordt de Aosta vallei van het Zwitserse Wallis (de vallei van de Rhône) gescheiden door de Walliser Alpen. De Grote Sint-Bernhardpas leidt over deze bergketen naar Martigny. Andere passen over de Walliser Alpen zijn alleen te voet begaanbaar. De Walliser Alpen vormen hier een voor het verkeer ondoordringbare barrière tussen de Aosta vallei en Wallis. In het noordwesten wordt de Aosta Vallei begrensd door het massief van de Mont Blanc. In het zuiden en oosten grenst de Aosta Vallei aan de Italiaanse regio Piemonte.