上京してすぐに暮らした部屋は、建築家の黒川紀章の設計したものだった。名前が同じということで縁を感じ住むことを決めたが、現在は転居している。なお2004年秋発売の「声優アニメディア」によると、一級建築士の父親が谷山の名前を付ける際、この黒川紀章からとったという。賢プロダクション相談役の野村道子は、専門学校時代の谷山を「ツッパッていた」と語る。学内オーディションにて野村が「あの谷山って子がいいわ」と講師達に推すと「生意気だからやめたほうがいい」と全員に反対された。だが「生意気なくらいが丁度いいわよ」と谷山を選んだ。理由として「ツッパッてる子は、その分頑張らないとカッコ悪い。だからツッパッているのはそれだけやる証拠だと思ってね」とのこと。近年野村が「ブレイクして良かったね」と谷山に言うと「道子さん、（売れるまで）10年かかるって言ったじゃないですか」と話したという。1999年発売の声優雑誌「アニラジグランプリ」第19号の企画グラビアにて、バスローブ一枚の姿で女性声優をはべらせ「Oh yes! 俺のフェロモン絶好調」という、奇怪なあおり文句と共に映っていたことが話題となった。メガネ&スーツ姿で雑誌「声優グランプリ」の「LOVEMEGANE」というメガネコーナーに載り、2006年10月発売の女性メガネ愛好家向けMOOK本『メガネマガジン』に「声優界一メガネをかけさせたい男性」として紹介された。本人の視力は「1.5」から「2.0」である。『天元突破グレンラガン』で谷山が声を演じたキタンは、早い段階で退場する予定だったが、GAINAXの製作スタッフが谷山が演じるキタンを見て「キタンはこういう面もあったのか」、「もっと面白い描き方ができるのでは」と設定を変更してキタンの寿命が延びることになった。『武装錬金』で共演したのをきっかけに小山剛志と交友を深め、その縁で先述の舞台に初挑戦した。ちなみに谷山は小山のことを「ツヨシックス」と呼んでいる。
読書をよくする。好きなジャンルは漫画、小説（特に角川ホラー文庫）から絵本まで様々。好きな作家は貴志祐介。休みの日は家でDVD鑑賞などをして過ごすことが多いという。本人曰く「面倒臭がりなため、基本的に何かをするために外に出て行くって発想がない」とのこと。また、夏が苦手だが、涼しげな日は自転車で出かけることもある。好きな食べ物は肉。以前は牛肉もよく食べていたが「消化が悪くそのまま体に付く」との理由で、主に豚肉を食べる。豚カツも好きであるが、脂身を嫌うため、ヒレカツのみ。カレーには醤油推奨派。納豆も好む。苦手な食べ物は梅干し。梅味のお菓子も苦手。また梅干し以外の漬物類、グリーンピース、ナスも苦手。服装は柄物が好きで、特に豹柄を好む。NBAが好きで、中でも現役屈指のスター選手として活躍するコービー・ブライアントのデビュー当時からのファンである。また、コービーの所属するロサンゼルス・レイカーズを応援している。TwitterにおいてWOWOWでNBA中継を観戦していることを度々公言しており、実際にスタジオゲストとしても出演している。好きな芸能人はロバートで、Break Outで飯塚昌明と共にお悩み相談をしたことがある。喫煙者だったが、2014年からは禁煙中。
神奈川県鎌倉市生まれ。東京都狛江市出身。狛江市の小学校・中学校を経て、志望していた都立高校の入学試験に不合格となったため追加募集を行っていた東京都立神代高等学校に進学し、1971年卒業。高校では柔道部を経て、2年次から地学部に所属。国立旧一期校理学部の入学試験に不合格となったため、1971年国立旧二期校であった横浜国立大学教育学部地学教室入学。見上敬三教授の指導の下、福井県大飯町から高浜町にかけての地質調査を行う。1975年大学を卒業したが、高校教諭の採用がなかったため、神奈川県立平塚江南高等学校非常勤講師に就任。卒業論文の研究を発表したいとの思いから大学院進学を決意し、横浜国立大学には大学院がなかったため福井県に近かった金沢大学大学院理学研究科地学専攻修士課程に進学し、1978年修了。金沢大学には博士課程がなかったため、1981年東京大学大学院理学系研究科地質学専攻博士課程修了、理学博士（論文の表題は、Petrology of the mafic and ultramafic rocks in the Yakuno ophiolite, the inner zone of Southwest Japan (西南日本内帯・夜久野オフィオライトの苦鉄質岩と超苦鉄質岩の岩石学)）。東京大学の指導教官は久城育夫教授及び中村保夫助教授。この間母校東京都立神代高等学校、東京都立千歳高等学校、東京都立明正高等学校、東京都立調布南高等学校、筑波大学附属駒場中学校で非常勤講師として教鞭を執った。博士課程の出来に満足できなかったため研究者になることを断念し、1981年東京都立明正高等学校定時制教諭（地学・生物・化学担当）に就任。1982年、パリ第6大学から誘いを受け、パリ第8大学構造地質学科助手に就任。1985年就職のあてはなかったものの帰国し、母校東京都立神代高等学校非常勤講師や放送大学教養学部非常勤講師を務めながら、教員公募に応募した。1986年文部教官採用、母校金沢大学理学部地球学教室助手に就任。1988年同講師昇格、1992年同助教授昇格、2003年同教授昇格。2004年金沢大学理学部地球学科学科長。2008年4月東北大学東北アジア研究センター基礎科学部門地球化学分野教授となり、東北大学大学院理学研究科地学専攻岩石地質学講座教授兼担。この間母校横浜国立大学、東京大学などで非常勤講師を務めたほか、2012年から2014年まで日本地質学会会長。2014年9月東北大学を退職し、環境省原子力規制委員会委員に就任。2009年度日本地質学会賞受賞、2014年米国地質学会（GSA）フェロー選出。