Elven Avisio renner gjennom dalen. Nordøst for (og ovenfor) Predazzo skifter dalen navn til Val di Fassa. Sydvest for (og nedenfor) Castello-Molina di Fiemme heter dalen Val di Cembra. Østover er Val di Fiemme forbundet med Primiero over Rollepasset, nordvestover med Auer i Syd-Tirol.