Od wschodniej strony wznoszą się nad doliną przepaściste, granitowe ściany Rohacza Płaczliwego (2125 m) i Ostrego (2088 m) podsypane stożkami piargowymi, od południa grań Smutnej Przełęczy (1963 m), na którą pnie się zygzakami szlak turystyczny. Od strony wschodniej dolinę ograniczają również strome ściany Trzech Kop (2136 m) i odbiegającej na północ od nich grani Zielonego Wierchu Rohackiego. Jedynie w północnym kierunku dolina otwiera się niewielkim przesmykiem, przez który widać Wołowiec, Rakonia i Zabratową Przełęcz. W górnej części doliny, pod Spaloną Przełęczą kocioł lodowcowy, pod nim, na wysokości ok. 1600 m wał dużej moreny czołowej.
Z ubogą szatą roślinną górnego piętra Doliny Smutnej bardzo kontrastuje jej dolne piętro, tuż powyżej górnego zasięgu kosówki, a poniżej wału moreny. Stała wilgotność w tym miejscu i większe naświetlenie sprawiają, że występują tutaj bardzo bujne ziołorośla, jedne z największych w Tatrach. Dominuje w nich miłosna górska, prócz niej występują m.in. starzec górski, starzec Fuchsa, modrzyk górski, dzwonek wąskolistny. Wyżej licznie rośnie goryczka kropkowana i starzec kraiński. W dolinie często przebywają kozice.