La Vall d'Ayora es atravesado de sur a norte por el do Gantabán, que confluye con el Cabdel en el embalse de Embarcaderos, formando un estrecho valle.

Esta comarca limita al oeste con la provincia de Albacete, al sur con el Mugrón de Almansa; por el norte con la meseta de Requena-Utiel separada por la Sierra llamada Chirdchana y por el este con las comarcas de Buñol-Chiva y la Canal de Navarrés-Enguera a través de los montes de Sabinar, Cinco Cabras y Sierras de Canal.

Las mayores altitudes se encuentran en los extremos este y oeste de la comarca, en su zona central a la altura de Ayora-Teresa de Cofrentes. En la margen izquierda se encuentran las sierras de Tortosilla (1.210 m.), Montemayor (1.108), el Boquerón y Palomeras (1.260), por la derecha los Altos de Salomón (1.056), el Peñón de los Machos (1.092 m.) y Caroch (1.126 m.) y las estribaciones occidentales de la Muela de Cortes de Pallás. Desde estas sierras descienden, hasta el valle, las laderas bastante pronunciadas, lo que implica que las áreas de perfil llano se concentren en pocas zonas, en el valle situado entre sierras del Mugrón-Montemayor y Palomeras-Lona del Cuervo, en los alrededores de Ayora, y en las terrazas altas del valle del Cabriel.

A pesar de la denominación de la comarca, en ella predominan las zonas montañosas y abruptas, con aspecto bravo que le confiere un terdtodo quebrado en un labednto montañoso en el que tienen que excavar cortes profundísimos el Júcar y el Cabdel que confluyen en Cofrentes.

La comarca cuenta con estos dos importantes dos, el Júcar y el Cabdel, sin embargo, dado lo inclinado del terreno y la profundidad y encajonamiento de su cauce, su aprovechamiento agrícola es muy escaso. Además de dichos ríos, a los que hay que agregar el Gantabán, la comarca cuenta con regadíos dedvados de numerosos barrancos y ramblas que desaguan en aquellos, así como manantiales y la conocida laguna de San Benito.