A Zsílvölgye ’’fővárosának’’ is nevezett Petrozsény, a 'fekete gyémántok' városa, a Déli-Kárpátokban található, a Zsil-völgyében, Erdély délnyugati sarkában. Területe 195 négyzetkilométer,  melyet Hunyad megye egyéb részeivel a banicai vízválasztó köt össze. A várost minden oldalról magasra nyúló hegygeincek és dombok veszik körül. Keleten magaslanak a Páring hegység csúcsai, a Kis Páring, a Cîrja és a Mîndra, délen a Vulkáni hegység vonulatai a Cîndetul csúccsal, nyugaton a Dîljai dombok míg északon a Rosia sziklái övezik a települést. Északnyugatra az alacsonyabb, a Retyezát-hegység és a Kudzsiri-havasok között haladó Merisor-hágó (avagy Banicai-hágó vagy Banyicai-hágó) köti össze a Hátszegi-medencével, dél felé pedig a Zsilnek is folyást engedő, a Páring- és a Vulkán-hegységek között haladó Szurdok-szoros Olténiával. 

A délnyugat-északkelet irányban 45 km hosszan húzódó, közel egyenes vonalú, V-alakban mélyülő medencén a Zsil folyó két forrása, a Nyugati-Zsil és a Keleti-Zsil folyik át, melyek Petrozsénytől délre egyesülnek.
Települései láncszerűen, a két Zsil mentén, szinte egy vonalban helyezkednek el.
 

Mindkét útvonalon autóút és vasút is áthalad.
A körülvevő hegyek derekát bükk- és fenyveserdők övezik, a völgyoldalakon lefolyó vizeket a Zsil folyó víze vezeti le. 
Románia egyik csodás kirándulóhelye. Nehéz megközelíteni, de érdemes.