Valna duljina je udaljenost između ponavljajućih jedinica vala, mjerena od jedne točke na valu do odgovarajuće točke u sljedećoj jedinici. Na primjer, udaljenost od vrha — koji se naziva vrh — jedne valne jedinice do vrha sljedeće je jedna valna duljina. U fizikalnom zapisu valna se duljina često označava grčkim slovom lambda. Valna duljina je obrnuto proporcionalna frekvenciji vala. Drugim riječima, što je valna duljina kraća, to će više valnih jedinica proći u određenom vremenu.
Val je jednostavno energija koja se kreće kroz medij. Izvan konteksta fizike, oceanski valovi izvrstan su primjer kako valovi rade. Osim gdje se val lomi, ne kreće se toliko voda koliko je energija u vodi, koja proizvodi kretanje gore-dolje koje je vidljivo na maloj udaljenosti od obale. Fizičari proučavaju svjetlosne i zvučne valove, kao i valove drugih vrsta energije, te je u tom kontekstu valna duljina važan čimbenik za definiranje i razmatranje.
Svjetlosni valovi prisutni su svuda oko nas, u vrlo velikom rasponu valnih duljina. Ovaj raspon je poznat kao elektromagnetski spektar, čiji mali dio naše oči percipiraju kao vidljivu svjetlost. Sunčeva svjetlost zapravo se sastoji od cijelog elektromagnetskog spektra. Hoće li nam određena vrsta svjetlosti biti vidljiva ovisi o njezinoj valnoj duljini. Ako svjetlosni val ima valnu duljinu između 400 i 700 nanometara, bit će vidljiv ljudskom oku.
S obje strane ovog raspona su sve kraće, odnosno sve duže valne duljine. X-zrake imaju valne duljine koje su toliko kratke da mogu proći kroz čvrste objekte. S druge strane, neki radio valovi imaju valne duljine od 1 milje (1.6 km) ili više.
Zvuk je još jedan oblik energije koji putuje u valovima. Zvučni valovi slični su svjetlosnim valovima, barem na dva načina: kako ih percipiramo ovisi o njihovoj valnoj duljini, a postoje mnoge valne duljine koje su prekratke ili preduge da bismo ih percipirali. Razlika je u tome što zvuk obično definiramo u smislu frekvencije vala, a ne valne duljine, ali ova dva su usko povezana, kao što je već rečeno. Zvučni val velike valne duljine imat će nisku frekvenciju, a mi čujemo te valove kao zvukove niskog tona. Zvukovi visokog tona dolaze od valova kratke valne duljine, a time i visoke frekvencije.