Парк имеет самый сухой и самый жаркий климат среди национальных парков Соединённых Штатов.
В настоящее время происходит процесс дальнейшего повышения окружающих гор и понижения дна долины.
До присвоения парку природоохранного статуса здесь в основном занимались добычей буры и золота.
Первые некоренные американцы пришли в эту долину в 1849году, пытаясь сократить путь в Калифорнию. Потеряв в пустыне несколько человек и лошадей, они дали этому месту название Долина смерти, а также соответствующее названия различным ее частям: Похоронный хребет, гряда Последнего Шанса и так далее.
Температура в летние дни, превышающая 50 °C обычна для территории парка, а в зимние ночи температура иногда опускается ниже нуля.
Ежегодный средний уровень выпадения осадков колеблется от 48 мм в местах ниже уровня моря до 380 мм в горах.
Когда дождь случается, он вызывает обильные ливневые наводнения, которые изменяют структуру ландшафта и иногда создают очень мелкие временные озера.
В южной части Долины Смерти расположена плоская, ровная глиняная равнина – дно высохшего озера Рейстрек-Плайя, – которая называется Долина двигающихся камней (Racetrack Playa).
Феномен передвижения камней пока раскрыть не удалось. Мистики считают, что в камнях живут духи. Ученые, что камни движутся благодаря природным явлениям.
Движение этих камней ещё никто не видел и не снял на плёнку. Но в том, что камни перемещаются, сомнений нет — борозды тянутся практически от каждого из них.
