La vallée de Ferghana ou Fergana (en ouzbek : Farg‘ona vodiysi, en kirghize : Фергана өрөөнү, en tadjik : водии Фaрғонa) est une vallée fertile couvrant l'est de l'Ouzbékistan, le sud du Kirghizistan et le nord du Tadjikistan. Elle est traversée par le Syr-Daria. Elle est peuplée d'environ onze millions d'habitants, près d'un cinquième de la population totale de l'Asie centrale. C'est en outre la région la plus densément peuplée d'Asie centrale.
Elle a donné son nom à diverses entités administratives et à la ville moderne de Ferghana.
thumb|left|Carte en allemand
La vallée avec ses piémonts et sommets environnants s'étend sur , tandis que la plaine s'étend sur . Son plan rappelle une ellipse dont la longueur est d'environ et la largeur jusqu'à .
La vallée est presque entièrement cernée de chaînes montagneuses : au nord-ouest, les monts Kourama et les monts Tchatkal (culminant à plus de ), au nord-est et à l'est, les monts Ferghana, au sud la chaîne du Turkestan et les monts Alaï. Il n'y a qu'à l'ouest que la vallée est ouverte en un étroit passage presque entièrement pris par le réservoir de Kaïrakkoum, du côté tadjik, au sud duquel se trouve dans la partie ouzbèke la steppe de la Faim, sur la rive gauche du Syr-Daria.
Certains sommets des chaînes qui entourent la vallée dépassent de loin les d'altitude. La vallée est une plaine avec quelques collines. Elle est formée surtout d'une terrasse ancienne du Syr-Daria et des cônes de déjection descendant les monts Alaï. Des buttes de grès ne s'élèvent qu'au sud-est. Les collines de la vallée peuvent atteindre 300 à à l'ouest, et 900 à à l'est.
Région divisée à l'époque soviétique entre trois républiques socialistes, mais non fermées de frontières comme aujourd'hui, la vallée possède sept enclaves territoriales. Barak, petit village kirghiz, est entouré par l'Ouzbékistan. Le village tadjik de Sarvan est en territoire ouzbek et le village tadjik de Voroukh ainsi qu'un petit territoire près de Kaïragach sont enclavés en terre kirghize.