大崎市に位置する渓谷です。大谷川よって底が見えないほど深く刻まれており、約100メートルもの深さがあります。うっそうとした落葉広葉樹林地帯にあり、毎年10月中旬から11月上旬までは、紅葉の絶景が見られます。中山平温泉と鳴子温泉の中間に渓谷があるため、多くの温泉客が訪れています。周辺には、展望デッキや遊歩道が整備されており、大深沢橋が見える地点は写真撮影スポットとして特に人気があります。