Ширина долини досягає 400 кілометрів, а глибина – трьох кілометрів, тобто вона більша, ніж Великий каньйон у США. Дослідники відзначають, що, на відміну від подібних утворень на Землі, "Велика долина" Меркурія була утворена в результаті глобального стиску літосферної плити планети.
На думку дослідників, поява долини стала результатом повільного остигання і стискання ядра Меркурія, що призвело до посилення напруги у верхніх шарах планети. Це напруга піднімає одні ділянки поверхні Меркурія і опускає інші.

Раніше вчені встановили, що в минулому поверхня Меркурія була покрита графітом. Раніше поверхня Меркурія була покрита океаном розплавленої магми, всі важкі мінерали повільно осідали на дно, а легкий графіт залишався на поверхні. На думку вчених, під час остигання Меркурій міг виявитися затягнутим шаром графіту товщиною до одного кілометра. Пізніше цей шар міг бути покритий новими шарами лави, поки геологічна активність на планеті не припинилася. Тому сьогодні графіт залишився на поверхні лише в деяких ділянках планети – там, де удари метеоритів оголили чорну давню породу.