墨西哥谷（西班牙文：Valle de México）是位于墨西哥中部的一个高原，大致与现在的墨西哥联邦特区和墨西哥州东半部相连。墨西哥谷周围围绕著群山，是数个前哥伦布时期文明，包括特奥蒂瓦坎、托尔特克和阿兹特克的中心。古代阿兹特克语中的“阿纳瓦克”（Anahuac，意为水中间之陆地）以及习语“墨西哥盆地”（Basin of Mexico）指的都是墨西哥谷。墨西哥盆地以是早期美索美洲文化的缩影而闻名。
墨西哥谷坐落于跨墨西哥火山带。
它包含大墨西哥城的大部份地区，以及墨西哥州、伊达尔戈州、特拉斯卡拉和普埃布拉州的部份地区。墨西哥谷可分为四个盆地，其中最大的一个是墨西哥城所在之处，有时口语上的“墨西哥谷”指的只有这片地区。
山谷海拔约有2,000米（7,200英尺），而周围的山和火山海拔可达到5,000米（16,000英尺）。因此是一个几乎全封闭的地区，没有外流河水，只有北部有一个小的缺口——一座平顶山。因为有此缺陷，故而在20世纪末期这里的本地鱼类就已经全部灭绝了。
墨西哥谷在至少在12,000年前就有居民了，当时这里气候温和（平均气温12至15°C），有众多宜于狩猎的物种，而且也能支持大规模农业。当西班牙人抵达时，这里已经有了人口繁盛的文明，估计约有100万人。在阿兹特克帝国西班牙占领时期，西班牙人重建了这里最大和最重要的城市铁诺支蒂特兰城，并重新命名为墨西哥城。当时这里有五个湖泊，分别叫孙潘戈湖、沙尔托坎湖、Lake Xochimilco、Lake Chalco和最大的特斯科科湖，但是西班牙人为了扩建墨西哥城，逐渐排干了湖泊中的水以防止洪水的威胁。尽管杀戮与疾病夺取了许多当地人的性命，1900年时这里却又有100万人口了。20和21世纪，随著工业发展，墨西哥谷的人口开始膨胀。从1900年开始人口便每十五年翻一番。如今墨西哥城都会区已经有2,100万人了，使得几乎整个墨西哥谷都划在了墨西哥州和伊达尔戈州之中。同时本来就封闭的山谷开始出现严重的空气和水污染问题，风场类型和逆温导致了污染物无法扩散出峡谷，地下水过度开采导致了地面沉降。
历史与人类栖息地
最初的人类聚居区
因为有丰富的物产，墨西哥谷吸引了早期人类在此定居。一般而言，中美洲的人类进入农业社会是在更新世末期到全新世早期的这一段时间。墨西哥谷最古老的人类定居点是Tlapacoya，位于现在墨西哥州东南角的泽尔高湖边上。考古学证据表明这个定居点的历史可以追溯到公元前12,000年。在公元前10,000之后，这里的史前人类物品就开始迅速增多。其他的早期定居点位于Tepexpan、Los Reyes Acozac、San Bartolo Atepehuacan、Chimalhuacán和Los Reyes La Paz，但是其具体时间不能确定。在Tlapacoya发现了人类遗骸和一些人工制品，诸如黑曜石剑，时间大致可以推到公元前20,000年前，当时这里还是半干燥的气候，并且生活著骆驼、美洲野牛和马。不过其具体时间仍然存在争议。
大型猛犸象也曾生活在这里，并且这里也是墨西哥拥有最多猛犸猎杀点的地区，其中大部份又位于联邦特区北部的特斯科科湖岸边和毗邻的一些自治市中。这些地方的农场现在依然市场能发掘出猛犸象骨。一大批猛犸象化石发现在墨西哥城地铁建造时，墨西哥城内的Colonia del Vallein中心、琳达维斯特中北部和科约阿坎区北部也有不少发现。墨西哥城地铁四号线的标志就是一头猛犸。不过墨西哥谷地区最丰富的猛犸化石发掘点是在Tocuila古生物博物馆，位于墨西哥州特斯科科北部，占地45公顷（110英亩）。
史前时期
特拉蒂尔科是一个位于墨西哥谷的大型前哥伦布时期村庄，靠近现在墨西哥联邦特区的同名小镇。这是第一个墨西哥谷里的特大型居民点，盛兴于1,200年至200年间（前古典时期中期）的特斯科科湖西岸。起初这里被认为是一个史前坟场，但后来发现这些坟墓很多其实都是位于房屋下面的，后来又被分类为主要酋长领地。特拉蒂尔科人是农民，种植豆类、苋属植物、南瓜和红辣椒。公元前1,000-700年达到最繁荣时期。
古老程度仅次于特拉蒂尔科的是Cuicuilco。它位于现在的起义者大道和墨西哥城外环路交叉点。这个居民点一度曾扩张出现有边界，但是一次火山喷发毁灭了这里。墨西哥城的很多地区也都是建立在火山喷发出的熔岩上的。当时这里是Zacatépetl山上留下的河流形成的三角洲。Cuicuilco被认为在公元前1,200年就达到了城市规模，衰落于公元前100年至公元150年间。
特奥蒂瓦坎和托尔特克
大约2,000年前，墨西哥谷成为了世界上人口最稠密的地区之一。在Cuiculco衰落之后，人口重心转移到了墨西哥谷北方的特奥蒂瓦坎城以及后来的图拉，这二者已不再墨西哥谷湖区的范围内了。大约公元前800年，特奥蒂瓦坎有了有组织的村落，公元前200年达到顶峰，其时城市内约有125,000名居民，面积达20平方公里（8平方英里），成为了宗教中心。8世纪早期，随著托尔特克的兴起，特奥蒂瓦坎退换成了一个单纯的主要城市，人口也开始向墨西哥谷北部边境的Tollan和图拉转移。
阿兹特克帝国
在图拉和13世纪托尔特克帝国衰落之后，墨西哥谷的人口布局又一次发生了变化，人们再度迁往湖区。13世纪末期，大约50个城市化的、半独立的、拥有各自不同信仰的人口聚集点在湖区边形成了。每个都约有上万人口，一直到殖民时期都由阿兹特克帝国统治。所有这些城邦，包括其中最强大的、约有15万人口的铁诺支蒂特兰城都并不是完全自治或自给自足的，主要原因是矛盾的政治局势和复杂的农业系统。而其自身的政府组织基本相同，也都是基于方便控制洪水和储存农业灌溉用水的目的而建立的。其水利设施比较发达，不过在后来的西班牙殖民时期几乎都被破坏了。
最强大的铁诺支蒂特兰城建立于1325年，位于特斯科科湖西部的一个小岛上，并使用墨西哥式人造草坪扩张到了整个浅水湖区，占地9,000公顷（35平方英里）。城市的居民使用堤坝、运河和水闸等系统来控制水位，并用渡槽将山上的淡水输送到城里。周围村庄里则使用梯田种植作物。虽然力量强大，但迫于对其他地区资源的依赖，阿兹特克三国同盟在铁诺支蒂特兰城、特斯科科和特拉科潘之间形成了，在西班牙人抵达时，铁诺支堤特兰城已经压倒了另外两座城邦。尽管铁诺支堤特兰的势力远达山谷之外，但是它从来没能控制整个墨西哥谷。
1520年，墨西哥谷总计人口超过100万人。
西班牙殖民时期和墨西哥城都会区
在被征服之后，西班牙人重建了铁诺支蒂特兰城，规模与布局都与原来相同。屠杀与瘟疫导致墨西哥谷人口剧减，不过到了墨西哥独立战争100年后便恢复了。20世纪早期，墨西哥城人口超过了100万，并以每15年翻一番的速度激增，这一部份要归功于政府在这里对城市的刻意开发。电力系统、下水道等公共设施也被建立起来了。1950年代起，城市化从联邦特区扩展到了周边区域，特别是北部的墨西哥州。今天，墨西哥城都会区拥有了全国45%的工业、38%的GNP和25%的人口。城市本身的人口增长渐趋平缓，但是城市外围的扩张却依然持续，多数是一些非法定居在环境敏感地带的山上的村落。山谷里的城市面积从1940年的90平方公里（35平方英里）扩张到了1990年的1160平方公里（450平方英里）。都会区则拥有2,100万人口和600万辆汽车。
空气污染
因为所处环境的海拔、风场和逆温，墨西哥城极易发生严重的空气污染。在这个高度上本身低氧，化石燃料不完全燃烧产生的氧化氮、一氧化碳又因为山谷构造封闭只有北部一个缺口而无法及时排出。况且山谷内的风场是循环的，并没有单一的可将污染物吹走的盛行风。更严重的是冬日的逆温。外部的盛行风也会从北部缺口吹入，而缺口处正是工业密集地区。这些现象在夏天尚可，在雨季也会有所好转。
因为无铅汽油的推广，空气中的铅污染得到了控制。一氧化碳和二氧化硫也得到了控制。依旧严重的问题主要是臭氧和直径2.5-10微米的微粒。有很多时间墨西哥城的10微米颗粒的含量都超过了世界卫生组织的标准。
1940年代，在大规模使用化石燃料之前，山谷内的可见度大约是100公里（60英里），墨西哥谷周围的群山清晰可见。而后来一度降到了只有1.5公里（5,000英尺）。
水文
墨西哥谷南部的古代湖泊已经变成了高含水量的淤泥地，而且几乎完全被城市覆盖了。地下水在山脚下产生了许多泉眼。这些地下水提供了墨西哥城、阿潘、查尔科和阿美卡美卡居民的饮用水。
旧湖区系统
20世纪之前，，山谷内的墨西哥城依然包含著从特斯科科镇附近的淡水湖到南部的一个盐湖的几片水域。Zumpango湖、Xaltoca湖、霍奇米尔科湖、泽尔高湖和最大的特斯科科湖涵盖了大约1,500平方公里（580平方英里）的山谷面积。一些小山像塞拉德瓜达卢佩和Chiconaultla山将它们分割开来。其他湖泊最终的会向特斯科科镇汇流。这些湖泊由马格达莱纳河、贝塞拉河等河流补给，它们则会汇集从山上流下来的融雪水和径流。
远在西班牙人抵达之前，这些湖泊就因为气候变化而萎缩了。气温升高导致蒸发加速以及降水减少，在公元前10,000前的Tlapacoya文化早期，很多湖水水位就已经只有不到5米了。阿兹特克帝国时，一些北部湖泊在10月至来年5月的旱季根本无法驾驶独木舟。
西班牙人到来之后，他们逐渐排干了湖泊中剩余的水以防洪，过度开采地下水更是加速了湖泊的消失，除了霍奇米尔科湖的一些运河外，很多旧湖床都已经成为铺砌的道路了。前者之所以保留是为了提供游客以机会观赏“trajineras”，一种很像贡多拉的小船。
水的问题
控制水的历史
2,000年以来，墨西哥谷的居民总是在想办法改造山谷里的水力条件。阿兹特克人建造堤坝以防洪、分割南北部的淡水和咸水。在1521年铁诺支第特兰城被毁之后，西班牙人重建了阿兹特克人的堤坝，但是发现它们不足以提供理想的防洪效果 。
在1555年一个殖民城市遭到洪水威胁之后，人们提出了建造排水渠的想法。第一条运河建造于1605年，取孙潘戈湖之水向北穿过城市韦韦托卡直达图拉河。这个计划由恩里科·马丁内斯实施，他在其上花费了25年时间并且最终成功了，为运河取名为Nochistongo，但是没能阻挡1629年的大洪水。另一条运河，后被称作“大运河”与前者平行挖掘，终点在特基斯基阿克。其主运河平均宽6.5米（21英尺），长50公里（30英里）。三条次要的运河主要建造于1856年-1867年间，1894年由波费里奥·迪亚斯在官方上宣布完工，尽管工作依然在继续。但是大运河并没有解决洪水问题。20世纪初墨西哥城开始迅速下沉，从运河中取水也不得不依靠水泵了。同时，大运河又开辟了一条新的通道。尽管如此，1950年和1951年墨西哥城还是遇到了洪水。
后来又修建了一条叫做Emisor Central的新通道来运送废水，但是因为过度使用和污水腐蚀而毁坏了。在雨季，这条失修的运河将会导致机场等地区面临洪水威胁。因此，一个耗资13亿美元的计划出台了，其中包括新的抽水系统、一个50公里长的排水通道，并且清理、重修现在的11,900公里（7,400英里）的排水系统。
饮用水与地表沉降
历史上，墨西哥城曾经通过渡槽来为城市提供用水。1850年代中期，在城市下面发现了地下水，因此导致了大规模的凿井取水。现在70%的墨西哥城城市用水依然来自山谷里的含水层。然而除了消耗过度，同时因为污染，墨西哥城已经不得不从山谷外面取水了。
随著生态破坏、工业化和人口膨胀，墨西哥城面临著严重的用水不足。墨西哥城大约每秒就需要60立方米的水来提供人们饮用和支持农业。主要含水层每秒被抽取55.5立方米，但每秒只补充28立方米。这便导致了城市的地表沉降。自20世纪开始，墨西哥城的一些地区下沉了9米之多。地下水水位下降的信号出现在1930年代，这与密集开发含水层的时间不谋而和。21世纪初，墨西哥城下沉速度为每年5-40厘米。位于墨西哥城改革大道的独立纪念柱建立于1910年，因为四周地表下沉，不得不安上加固基础和一些其他设备。
因为很多墨西哥谷的城市已经低于一些湖泊的湖底了，因此而面临著洪水的威胁。尽管采取了必要措施，洪水已然是普遍情况，在夏天雨季更是如此。一些社区甚至强制居民在他们的住宅前安装小型水坝。地表沉降还导致了水管和排污管道破坏，进而威胁到了公众健康。
穿过城市的河流在1950年和1951年被密封了起来。例如Consulado河、Churubusco河和Remedio河都被直接封如混凝凝土管道通过排水系统运离墨西哥谷。San Javier河和Tlalnepantla河过去被用来补充旧湖区，但已经在抵达城市前被强制改变了水道，直接汇入大运河。