俄罗斯的这条冠名“死亡”的峡谷所在地是海拔4750米的克留赤夫火山山麓，峡谷正位于火山的一个热喷泉口部及其形成的峡间温泉小河的上游。它是一段平均宽度200米左右、总长约2公里的峡谷，三面环绕着高耸入云的悬崖峭壁，峡间小河的下游才是唯一的峡谷出口。
火山热喷泉主导了这里的局部四季如春的小气候，即使在寒冷的西伯利亚，由于三面被直上云天的绝壁所包围，形成了阻挡寒流袭击的天然屏障。温泉小河沿峡谷走向，由北向南曲折蜿蜒，直到峡谷出口处又突然向东，所以峡谷的东面才留下了一个唯一的小小出口。虽然如此，但太平洋上刮来的东风也不能长驱直入，只能从峡谷出口处曲折灌入。所以火山温泉的热量在峡谷内得以很好的保存，形成了一方“世外桃园”。
峡谷内郁郁葱葱，一派欣欣向荣的景色，与周围的严寒地区形成了鲜明的对比，诱使田鼠之类的小动物进入峡谷觅食。然而，这些进入峡谷的小动物几乎全部死在了峡谷内。有时黑熊、獾、狐狸甚至飞鸟也闯入峡谷，它们大多也不能活着返回。动物莫名其妙地暴死于峡谷，令人望而生畏，死亡峡谷因此而得名。
当地居民中也有大胆好奇者进入峡谷探险，但见动物横尸峡内，大多不敢在谷内久留，走马观花地绕上一圈便匆匆退了出来。结果自然是什么也没发现。后来，发生了几起探险者暴死峡谷间的事件，从此当地居民再也不敢贸然进入“死亡谷”探究其中的奥秘了。
当年苏联科学家曾组成考察小组，进入“死亡峡谷”探秘，通过现代仪器的测量和分析，很快揭开了这“死亡谷”之谜。原来，这里的克留赤夫火山喷发时，把原来藏于地下深处的硫黄等矿物带到了地壳浅层，甚至喷出地表。这火山口的温泉底部及其温泉小河上游的峡谷河底都是当年喷出的硫磺矿的冷凝沉积物，在温泉口部以及周围的岩层缝隙中还不时有含硫量、含碳量相当高的气体逸出。
所以在“死亡峡谷”相对封闭的小环境空气中，含有硫化氢、二氧化碳、甲烷及氡等惰性气体的比例特别高，而氧气却相对稀少。由于硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体的比重大，从地下逸出后大多滞留聚集在地面附近，并被靠近地面的雾气水汽所笼罩。再加上峡谷相对封闭的自然环境难得有强劲的东风从峡谷口部曲折吹入，搅动谷内空气，所以地面附近的空气中通常有毒有害的气体相当多。
据测量，在离地1米高度以下的空间里，硫化氢的浓度经常足以让动物中毒，而且越贴近地面的空气，其成份越不利于动物体的生存。在这一空间内二氧化碳的浓度比正常大气层里高得多，氧气却格外稀少，因此在那里作稍长时间的逗留，即使不中毒，也能引起动物窒息死亡。
所以，紧贴地面爬行的田鼠等小动物进入“死亡谷”基本上是有去无回；即使黑熊、獾等大动物，鼻孔的呼吸高度也往往不超过1米，逗留时间稍长便会死亡；鸟类若在草坪上停留觅食，则往往不能重上蓝天；人类直立行走，鼻孔的呼吸高度处于较有利于生存的空间，如果心存恐惧，在峡谷中走马观花地兜上一圈便匆匆离去，一般也不会中毒或窒息。
