Place forte de la vallée de Chevreuse dès le vIIIe siècle, village agricole possession de personnages influents et généreux, Orsay se développe dans la deuxième moitié du xixe siècle avec l’arrivée du chemin de fer (aujourd'hui, le RER B) et de donateurs qui permettent l’édification d’un centre hospitalier encore en activité aujourd’hui. Siège de l’université Paris-Saclay, la commune est devenue une cité pavillonnaire de l’agglomération parisienne et de la Vallée de Chevreuse facilement accessible, à l’environnement préservé au cœur du pôle scientifique Paris-Saclay, avec sur son territoire des laboratoires du CNRS et de l’Institut Curie.
L'appellation de vallée de Chevreuse sert avant tout à désigner la partie haute, qui court de Lévis-Saint-Nom à Gif-sur-Yvette. Il s'agit de la zone la plus rurale, la mieux préservée et la plus pittoresque aujourd'hui. Elle appartient au pays traditionnel du Pays d'Yveline et dépendait donc du comté de Montfort-l'Amaury (réuni à la Couronne de France en 1547 seulement) par le passé. Elle possède donc sa propre culture locale et il s'agit du terroir du Pays d'Yveline où celle-ci est la mieux préservée et la plus revendiquée. Elle se caractérise par une architecture traditionnelle en pierre de meulière, un dénivelé très marqué et l'importance du couvert forestier.
La basse vallée constitue l'entrée dans le Hurepoix et était autrefois dirigée par les seigneurs de Montlhéry. Elle est très intégrée au sein de la région Île-de-France, dont elle partage la culture historique, fortement urbanisée et appartient à l'unité urbaine de Paris. Elle est desservie par le RER B. L'altitude y est très basse et le dénivelé des coteaux faible. Pour toutes ces raisons, les communes qui la composent ne sont généralement pas vues comme appartenant à la vallée.
Bures et ses dépendances fut le domaine de personnages illustres, du croisé Guillaume Ier de Bures à la favorite de François Ier, Anne de Pisseleu. Situé sur le passage de la route de Chartres, le village se modernisa avec l’arrivée au xixe siècle de la ligne de Sceaux puis de la ligne Paris-Chartres par Gallardon au xxe siècle. Bures-sur-Yvette est aujourd’hui une commune logée aux portes de la verdoyante vallée de Chevreuse, célèbre dans le monde de la recherche scientifique pour accueillir sur son territoire le laboratoire apicole de l’Institut national de la recherche agronomique, l’Institut des hautes études scientifiques, l’institut d’optométrie et une partie du campus de l’université Paris-Sud. Elle se trouve au cœur du pôle scientifique et technologique Paris-Saclay. Elle est aussi connue dans le département pour avoir, comme sa voisine Orsay, donné naissance en 1977 à la plus jeune commune du département, Les Ulis.