Kjellströmdalen er en 27 km lang og 3-5 km bred dal på midtreSpitsbergen, lengst øst iNordenskiöld Land og danner grensen motHeer Land. Dalen er en bred og flatbunnetu-dal, og i dalbunnen renner den sterkt forgreineteKjellströmelva, som renner ut iVan Mijenfjorden.
Ytterst danner dalen en tidevanns-lagune kaltBraganzavågen, og ved denne ligger gruvesamfunnetSveagruva. Umiddelbart før Sveagruva går en liten sidedal med isbre inn til gruvenSvea Nord, med veiforbindelse.
Dalen går nordøstover innover i fjellandskapet, med 800 meter høye topper i øst og 900 meter høye i vest. En sideelv,Lundströmelva, dannerLundströmdalen som skiller lag med Kjellströmdalen midtveis. Denne sidedalen går nordover og krysser over iReindalen helt øverst i denne. ferdselen fra Sveagruva til Reindalen og Longyearbyen går likevel ikke omveien gjennom denne tilgjengelige krysningsdalen, men rett over fjellet viaSlakbreen.
Det er ingen vernestatus i Kjellströmdalen.
Dalen har fått sitt navn etter den svenske topografenCarl Johan Otto Kjellström (1855–1913).[1]