Valtournenche occupa la parte alta della valle omonima, e confina a sud con i comuni di Antey-Saint-André e Chamois, e a nord con il comune svizzero di Zermatt.
Il capoluogo (Pâquier) si trova in una conca nella parte alta della vallata. L’abitato è distribuito su un pendio ripido ed ha un notevole dislivello altimetrico, che aumenta ancora di più se si contano le frazioni staccate dal paese; si va dai 1.330 metri s.l.m. di Moulin ai 1.700 di Loz, ed ai 1.860 circa di Les Perrères, e il villaggio di Breuil-Cervinia, posto ai piedi del monte Cervino, (4.478 m): Cervinia è diventata nel corso degli ultimi decenni una realtà turistica di primissimo piano.
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