Veľká Dolina leží v južnej časti sprašovej Nitrianskej pahorkatiny pri pravostrannom prítoku Cabajského potoka. . Stred obce leží v nadmorskej výške 136 m n. m., chotár 120 – 151 m n. m. Odlesnený pahorkatinný povrch chotára tvoria mladotreťohorné usadeniny, pokryté sprašou. Má černozemné pôdy.
Zdroj: Vlastivedný slovník obcí na Slovensku, 3. časť