Su superficie de 6977 km², que representa el 7% del total provincial, lo ubica en el quinto puesto en cuanto a extensión.

Valle Fértil debe su nombre a la expresión indígena «Chaj-Paj-Nai», posiblemente de origen diaguita, que significa «país verde».

Estos datos le valieron al departamento tener la tercera menor población de la provincia.

[6]​ Hasta el siglo XVI el territorio cuyano estuvo poblado por comunidades indígenas, entre las que se encontraban los Huarpes, los Capayanes, los Olongastas y los Yacampis (grupo Diaguita de La Rioja).

En San Agustín del Valle Fértil el Centro Cultural Pachamalui, exhibe piezas propias de estas culturas.

[7]​ En la zona se encuentran petroglifos atribuidos a la cultura yacampi y morteros indígenas tallados en piedra.

El departamento está recorrido longitudinalmente casi en su totalidad por la Ruta provincial N°510, que constituye su eje de circulación terrestre.

La cabecera departamental se ubica a unos 260 km por ruta pavimentada de la capital provincial.