Większość dolin została ukształtowana przez działalność lodowców i charakteryzuje się profilem przypominającym literę U[5]. Ich dna pokryte są przeważnie luźnym materiałem żwirowym, a ich ściany wznoszą się stromo, niektóre mają nachylenie 41°[5]. Większość dolin zamykają jęzory lodowcowe zasilane poprzez akumulację śniegu w wyższych partiach dolin i wysokogórskich cyrkach lodowcowych[5]. Dzięki licznym odsłonięciom skał teren ten jest interesujący pod względem geologicznym[3].
Wbrew nazwie, w dolinach leżą jeziora zasilane wodami polodowcowymi, z których początek biorą strumienie spływające do morza[7]. Przez Wright Valley płynie rzeka Onyx zasilana przez topniejący lodowiec morski, która uchodzi do Vanda Lake[7]. Większe jeziora pokrywa lód, przy czym w miesiącach letnich przy brzegu tworzy się na ogół pas wody wolny od lodu[7]. W tym przybrzeżnym pasie stwierdzono obecność sinic[7].
Na terenie McMurdo Dry Valleys leżą m.in. następujące jeziora:
Niektóre z nich (Don Juan Pond i Vanda Lake) należą do najbardziej słonych jezior na Ziemi[6].
Klimat
McMurdo Dry Valleys są pod względem warunków klimatycznych zimną pustynią[20]. Panujący tu klimat jest surowy, suchy i wietrzny[20], jednak łagodniejszy niż ten na obszarach lądolodu[7]. Obszar znajduje się w tzw. „cieniu opadowym”, gdzie na zawietrznej stronie przeszkód terenowych opady atmosferyczne są mniejsze[20].
Średnia roczna temperatura powietrza to -20 °C, przy czym średnia temperatura w okresie antarktycznego lata dochodzi do -10 °C a maksymalna temperatura dzienna dochodzi do 0 °C[7]. Temperatura gleby jest natomiast znacznie wyższa i latem w południe dochodzi +15 °C[7]. Zimą temperatura gleby spada do -50 °C[7].
W Wright Valley średnia roczna temperatura to -19,8 °C, a średnie opady są mniejsze niż 100 mm na rok[20][6].
Brak pokrywy lodowej spowodowany jest działalnością suchego wiatru i niskimi opadami atmosferycznymi[7]. Średnie roczne opady wynoszą 100 mm – są to opady śniegu[7]. Śnieg topi się pod wpływem wiatru oraz ciepła letniego słońca[7].
Warunki panujące na tym obszarze: niskie temperatury, bardzo niska wilgotność powietrza i silne wiatry dają możliwość badania środowiska analogicznego do tego na powierzchni Marsa, lub Ziemi w odległej przeszłości geologicznej[6].
McMurdo Dry Valleys to Szczególnie Zarządzany Obszar Antarktyki (ang. Antarctic Specially Managed Area, ASMA) – ASMA 2 Mcmurdo Dry Valleys, Southern Victoria Land – o powierzchni ok. 17945 km², który został ustanowiony ze względu na szczególną wartość tego terenu dla nauki i dla zachowania jego nietypowego środowiska[21].
Plan Zarządzania uchwalony dla tego obszaru ma pomóc w planowaniu działalności naukowej i zapewnić ochronę przed zaburzeniami środowiska, w tym zawleczeniem obcych gatunków. Na tym obszarze znajduje się kilka obozów postawionych przez badaczy ze Stanów Zjednoczonych i Nowej Zelandii, które mogą być używane podczas prac terenowych, oraz nadajniki umożliwiające komunikację radiową.
Najbardziej cenne fragmenty dolin stanowią Szczególnie Chronione Obszar Antarktyki (ang. Antarctic Specially Protected Area, ASPA): ASPA 123 (Barwick and Balham Valleys), ASPA 131 (Canada Glacier), ASPA 138 (Linnaeus Terrace) i ASPA 154 (Botany Bay)[21].