L’ipotesi più accreditata fa risalire l’origine del nome Valsolda all’espressione latina vallum solidum, ovvero sistema fortificato. La valle confina a nord con la Svizzera e la Val Rezzo; ad est con Porlezza tramite la frazione di Cima, un tempo nota come La Cima limite orientale dell’antico feudo arcivescovile di Valsolda; a sud con il lago Ceresio e ad ovest di nuovo con la Svizzera.

Una vasta area di territorio comunale si estende inoltre dalla riva sud del lago risalendo il versante del monte Bisnago fino a lambire il Belvedere di Lanzo, confinando coi comuni di Ramponio Verna e Claino con Osteno.

Il lago prospiciente la Valsolda che secondo alcuni deve il nome Ceresio a certi popoli del Belgio, chiamati appunto «Ceresi», è conosciuto più comunemente come lago di Lugano dal nome della principale località.

La superficie della Valsolda è di 31,64 Kmq; la parte principale che si trova a nord del lago è costituita da due valloni che convergono nel torrente Soldo. Il vallone occidentale proviene dal Monte Boglia e dall'Alpe di Castello (1250 m), l'altro orientale dall'Arabione o Torrione (1805 m ) e dal passo Stretto (1101 m). Il territorio ha forma, grossomodo, di anfiteatro semicircolare, aperto al centro verso il lago Ceresio, limitato verso Porlezza dai Monti Pizzoni (1303 m) e verso Lugano dalla Colmaregia (1516 m), dalle Cime di Noresso (1721 m) e di Fiorina (1809 m), per tornare al lago ad oriente col Bronzone (1434 m), la Forcola  (1195 m) e di nuovo coi Pizzoni.

L'aspetto della Valsolda, per chi lo contempla dal lago, è veramente ameno e pittoresco, poiché, alla maestosa nudità delle rupi dolomitiche che dominano in alto, fa riscontro la lussureggiante vegetazione dei boschi che si stendono dalle rive. I villaggi disposti a scala lungo il pendio con le numerose chiese e le case in sasso ornate da colonnati ed arcate concorrono a conferire un aspetto suggestivo all’insieme.

La Valle, tutta rivolta a mezzogiorno, è soleggiata da mattina a sera e protetta verso nord da una barriera di monti. L'inverno è breve e la neve difficilmente vi si sofferma. Le piogge sono generalmente abbondanti in primavera ed in autunno, la nebbia è rarissima e prevale il sereno. Dominano di frequente i venti locali che sono: il Tivano, che spira il mattino dal lago alla terra (est - ovest), la Breva, che ha direzione opposta (ovest - est) al pomeriggio. Per la sua fortunata posizione, la Valsolda ha una vegetazione assai varia: dagli ulivi e limoni della riva, agli abeti della Serte, ai faggi della Bolgia.