Punkevní údolí leží mezi Skalním mlýnem a Starohraběcí hutí v Moravském krasu.
Údolím protéká říčka Punkva. V Punkevním údolím končí krasová část Moravského krasu. Údolí ohraničují skály, z nichž dominantní je Hanák, Babylónská věž či Prasečí ucho. Některé z nich jsou horolezeckými cvičnými stěnami. Nad údolím se též nachází lokalita Lečenec s pozůstatky lažánského hrádku.
U Starohraběcí huti (odbočka na Lažánky) přechází Punkevní údolí v Arnoštovo údolí, kde se nachází podstatná část blanenských strojíren (ČKD Blansko). Někdy bývá uváděno, že Arnoštovo údolí je spodní částí Punkevního údolí, protože i tudy teče Punkva, která se na jeho konci vlévá do Svitavy.
U Skalního mlýna se Punkevní údolí dělí na Pustý a Suchý žleb. V tomto místě také začíná Naučná stezka Macocha.