Dolina Ajalon () – rozległa dolina położona na granicy równiny Szefeli i Wyżyny Judejskiej, w centralnej części Izraela.
Geografia Dolina Ajalon jest położona pomiędzy położonymi na wschodzie górami Judzkimi, na południu wzgórzami Szefeli, na północy wzgórzami Benjamina. W kierunku północno-zachodnim dolina jest otwarta na równinę Szaron. Dolina biegnie z północnego zachodu na południowy wschód. Zajmuje obszar 40 km². Jej wysokość waha się od 140 do 200 m n.p.m.
Wody cieków wodnych płynących przez dolinę pochodzą z gór Judzkich, i spływają do rzeki Ajjalon, która ma swoje ujście do rzeki Jarkon. W dolinie znajduje się Park Narodowy Doliny Ajalon.
W dolinie są położone następujące miejscowości: Kefar Bin Nun, Nof Ajjalon, Sza’alwim i Miszmar Ajjalon należące do Samorządu Regionu Gezer, Mewo Choron należący do Samorządu Regionu Matte Binjamin, i miasto Modi’in-Makkabbim-Re’ut znajdujące się w północnej części doliny.
Historia thumb|left|160px|Dawny fort brytyjskiej policji w Latrun Dolina Ajalon jest związana z licznymi wydarzeniami historycznymi. Po raz pierwszy wspominają o niej listy z Amarna.