谷底平野(たにぞこへいや、こくていへいや、valley plain)は、河川の堆積作用によって形成される沖積平野のうち、山間部の谷底に形成されるものを指す。
山間部において、河川の運搬する土砂が多く侵食作用よりも堆積作用の方が上回るとき、谷底に幅が狭く細長い谷が発達する。
大きな河川の上流部では、その地形を利用しダムが建設されることが多い。