Thung lũng Trung phần California hay Thung lũng Trung tâm (tiếng Anh: Central Valley) của California là một thung lũng rộng và bằng phẳng với diện tích 22.500 dặm vuông Anh (58.000 km2), chiếm phần lớn khu vực trung tâm của bang California, Hoa Kỳ. Thung lũng rộng 40 đến 60 dặm (60 đến 100 km) và trải dài khoảng 450 dặm (720 km) từ tây bắc đến đông nam, nằm sâu trong đất liền nhưng song song với bờ biển Thái Bình Dương. Thung lũng Trung phân chiếm 13,7% tổng diện tích đất liền của California và cũng là khu nông nghiệp có năng suất suất cao nhất California.Thung lũng Trung phần đúng ra là kết hợp hai thung lũng lớn: thung lũng Sacramento nằm ở phía bắc và thung lũng San Joaquin ở phía nam. Hai phần gặp nhau ở Vụng Suisun . Thung lũng Sacramento góp phần lớn nước từ phía bắc tràn về với vũ lượnng 20 inch (510 mm) mỗi năm; thung lũng San Joaquin thuộc vùng ít mưa hơn với khí hậu sa mạc bán khô hạn nằm ở cực nam. Hai con sông tạo ra hai thung lũng kể trên là sông Sacramento và sông San Joaquin. Chỗ hợp lưu gần Vụng Suisun cũng là đồng bằng châu thổ sông Sacramento-San Joaquin, một vùng đất trũng lầy lội với nhiều kênh đào, mương rạch. Nước ngọt từ đó thoát ra vịnh San Francisco để đổ ra Thái Bình Dương.[1]Riêng ở cực nam Thung lũng Trung phần là bồn địa Tulare, xưa là hồ nước ngọt thoát ra phía sông San Joaquin nhưng vì bị con người khai thác quá hạn nên đã khô cạn từ cuối thế kỷ 19. Hồ Tulare chỉ tụ nước đôi ba lần suốt 50 năm qua những năm nào nhiều mưa dâng mực nước cao đủ để rót nước vào sông San Joaquin.