Obec Velký Valtinov se nachází v podhorském pásmu Lužických hor v nadmořské výšce cca 300 m n. m. s rozlohou 10,05 km2. Žije zde cca 200 obyvatel. Zástavba je situována ve východní a jižní části území.
Většinu území tvoří louky a pole, západní a severozápadní část je lesnatá. Nejvyšším bodem je Selský vrch v nadmořské výšce 384 m n. m.
Od východu, od města Jablonné v Podještědí přitéká Panenský potok, který pokračuje dále na jih do obce Brniště. Panenský potok, spolu s přívalovými přítoky z luk, přináší největší povodňová rizika. Zástavba však není ohrožena tak masivně jako v Jablonném nebo Brništi.
V obci se nachází i několik rybníků.
