La Valsesia (Valsesia anche in piemontese; Tseschrutol in walser) è una valle alpina della provincia di Vercelli, di cui occupa la parte settentrionale, le cui acque confluiscono nel fiume Sesia, dal quale essa prende il nome. Considerata la valle più verde d'Italia, ha visto l'insediamento di alcune comunità walser (la cui storia è raccontata nell'Ecomuseo della Valsesia, museo diffuso con sedi in varie località dell'alta valle), e di essa fanno parte anche 3 comuni della provincia di Novara: Grignasco , Romagnano Sesia e Prato Sesia.. Il suo territorio fa parte del Sesia Val Grande geopark, dal 2013 patrimonio Rete di geoparchi globale dell'UNESCO.

Caratterizzata nel suo complesso da monti molto alti e ripidi che non permettono un grande sviluppo laterale della stessa, come anche per la Valle d'Aosta, si estende dalle pendici del versante meridionale del massiccio del Monte Rosa fino a Serravalle Sesia, comprendendo diverse valli laterali, le acque dei cui torrenti confluiscono tutte nel fiume Sesia.

La valle principale, chiamata Val Grande, ha forma di S sdraiata e finisce con l'abitato di Alagna Valsesia : numerose valli laterali, che prendono il nome dai rispettivi torrenti, si aprono da questa; le principali sono: sul lato sinistro orografico, la Val Mastallone e la Val Sermenza; sul lato destro, la Val Sorba, la Valle Artogna, la Val Vogna e la Val d'Otro. All'altezza di Borgosesia , sempre sulla destra, si estende la Valsessera, una vallata laterale della Valsesia che a livello amministrativo fa quasi completamente parte della Provincia di Biella.

La parte alta della valle fa parte del parco naturale dell'Alta Val Sesia e dell'Alta Val Strona.