Inclou els rius de Sant Nicolau i de Sant Martí, afluents per l’esquerra de la Noguera de Tor, a la qual s’uneixen aigües amunt del Pont de Suert. Comprèn tradicionalment el municipi de la Vall de Boí fins a l’estret de les Cabanasses, llevat dels llocs de Saraís i de Cóll, i fisiogràficament també a l’antic municipi de Llesp, inclòs el Pont de Suert. Situada a la zona axial pirinenca, la vall forma part del batòlit granític de la Maladeta i resta individualitzada de les veïnes valls de Barravés, a l’oest, i de Manyanet i d’Espot, a l’est, per les serres de Cardet, de les Mussoles i els vessants del massís de Colomers, respectivament. La seva capçalera és constituïda per una sèrie de massissos granítics (Besiberri, Comaloforno, Tumeneja i Montardo d’Aran) que s’enlairen per sobre dels 2.800 m d’altitud i la separen de la Vall d’Aran. El relleu actual fou modelat per les geleres quaternàries, especialment durant el període würmià (una gran gelera de 20 km arribava fins a Llesp), i es caracteritza per l’existència de pics elevats en què s’obren tres amplis circs (de Comaloforno, del riu Malo i de Montardo) que contenen una important zona lacustre (estanys Glaçats, de Cavallers, Negre, de Tumeneja, Monges, Travessani), de valls encaixades on s’obren petites cubetes glacials superexcavades i emplenades de sediments al·luvials (plana de Boí) i sobre les quals resten suspeses antigues valls afluents tallades per graus de confluència (Durro, Taüll) i amplis plans resultat del terraplenament d’antics llacs glacials (Aïguestortes).
El clima presenta temperatures baixes durant tot l’any (-15°C de mínima absoluta a l’hivern; 12,2°C de mínima i 24°C de màxima mitjana a l’estiu). Les precipitacions són elevades, i augmenten amb l’altitud (1 026 mm anuals a Llesp, 1 190 a Boí, 1 348 a l’estany de Cavallers); són de règim regular i és elevat el nombre de dies amb precipitacions, una bona part de les quals són de neu; el període de nevades és molt llarg (3-4 mesos a Boí, 4-5 a Taüll, i 8-9 als cims).
La vegetació, molt abundant, és formada per pi roig als sectors més baixos, faigs i avets a la muntanya mitjana i pi negre fins a 2 000 m, en què comencen els prats alpins.
Habitada des de temps antic (hi ha restes romanes), el poblament actual es fixà a l’alta edat mitjana; consta de petits nuclis al fons de la vall (Boí, Erill la Vall, Barruera i Cardet) o als replans d’erosió marginals (Taüll i Durro); la població, important a l’edat mitjana, començà a minvar al final del s. XVII; durant el s. XX l’èxode ha estat ingent; el 1981 hi havia 526 habitants, i el 1996, 757.
L’economia es basava tradicionalment en la ramaderia (boví i oví) i, subsidiàriament, en l’agricultura (sègol i blat, farratge, patates), activitats que resten com més va més en segon pla. A partir del 1950 sorgiren noves activitats amb l’explotació hidroelèctrica, iniciada el 1946 per ENHER (centrals de Travessani, a l’estany de Cavallers, i de Caldes, Boí i Llesp, a la Noguera de Tor, amb 100 980 kW/A de potència instal·lada i una producció mitjana de 325 993 kWh), l’explotació forestal i el turisme, que actualment és la font de riquesa principal, amb més del 50% de la població activa ocupada i un creixement molt notable de l’hostaleria (60 establiments el 1998).
Cal esmentar, com a atraccions turístiques més rellevants, el balneari de Caldes de Boí, el parc nacional d'Aigüestortes i Estany de Sant Maurici, més de la meitat del qual es troba situat al municipi, les estacions d’esquí de Boí-Taüll i el conjunt, excepcional i característic, d’esglésies romàniques: Taüll, Boí, Erill la Vall, Barruera, Cardet, Durro i, especialment, Sant Climent de Taüll; decorades interiorment, les pintures murals no destruïdes es conserven al Museu Nacional d’Art de Catalunya com a resultat de les recerques de l’Institut d’Estudis Catalans i de la Junta de Museus al començament del s. XX. Aquest conjunt fou declarat l’any 2000 patrimoni de la humanitat per la UNESCO.
La vall pertangué a la jurisdicció dels barons, després comtes, d’Erill.