La vallée de Carbajal est une dépression située dans la province argentine de la Terre de Feu, en Antarctique et dans les îles de l’Atlantique Sud. La vallée est d’origine glaciaire et est actuellement traversée par la rivière Olivia, le plus grand des fleuves proches d’Ushuaia.
Une partie de la vallée fait partie de la réserve naturelle Valle Tierra Mayor depuis 1994, protégeant ainsi ses forêts et ses tourbières.
La ville la plus proche est Ushuaia. Elle est insérée dans la cordillère des Andes fuégiennes d’ouest en est, au nord la cordillère d’Alvear la délimite et la sépare du lac Fagnano, et au sud une autre ligne de montagnes la sépare du canal Beagle jusqu’à ce qu’elle tourne au sud et atteigne son embouchure, laissant la cordillère de Sorondo à l’ouest. Au point où elle tourne vers le sud, elle rejoint la vallée de Tierra Mayor, qui continue dans cette direction vers l’est et se jette dans le canal Beagle près de l’Estancia Harberton.
La vallée est largement occupée par des tourbières et la rivière Olivia forme des méandres.