شهر در موقعیت جغرافیایی 44 درجه و 28 دقیقه طول جغرافیایی و 38 درجه و 56 دقیقه عرض جغرافیایی واقع شده و اختلاف ساعت شهر خوی با تهران 25 دقیقه و 34 ثانیه است یعنی ساعت 12 ظهر خوی ساعت 12 و 25 دقیقه و 34 ثانیه تهران است.
وسعت آن در محدوده طرح تفصیلی و توسعه و عمران منقضی شده 1050 هكتار و با در نظر گرفتن ساخت و سازهای پیرامونی خارج از محدوده بالغ بر 1422 هكتار است. جلگه خوی در دامنه جنوب شرقی فلات ارمنستان واقع شده و ارتفاع متوسط آن از سطح دریا 1139 متر است. از تمام جلگه های مجاور حتی از دریاچه ارومیه پست تر است و به همین جهت در اصطلاح عوام آن را خوی چوخوری (گودال خوی) می‌نامند. حداكثر ارتفاع شهر در غرب به 1150 متر و حداقل آن در شرق به 1080 متر می‌رسد.
این شهر در 141 كیلومتری شهر ارومیه مركز استان آذربایجان غربی و 143 كیلومتری شهر تبریز مركز استان آذربایجان شرقی و 147 كیلومتری شهر ماكو و 777 كیلومتری تهران واقع بوده و تا مرز تركیه به خط مستقیم حدود 32 كیلومتر فاصله دارد.
شیب این جلگه از جنوب باختری به شمال خاوری است و شیب شهر به طور كلی از غرب به شرق می باشد. حداكثر ارتفاع شهر در غرب به 1150 متر و حداقل آن در شرق به 1080 متر می‌رسد.به عبارت دیگر اختلاف ارتفاع غربی ترین نقطه شهر تا شرقی ترین آن 90 متر می‌باشد.
تالاب‌های خوی:
تالاب سیاه‌باز
این تالاب در فاصله 52 كیلومتری شمال شهرستان خوی و 12 كیلومتری غرب جاده ترانزیتی بازرگان واقع شده است. این تالاب 70 هكتار وسعت داشته و به وسیله كانالی به دو قسمت شده و در زمان مطالعه مشاهده گردید كه بعلت استفاده بیش از حد از آبهای زیرزمینی آب این تالاب خشك و تردد خودروها نیز از این مسیر است.
تالاب قریس
این تالاب در شمال غربی خوی در كنار روستایی به همین نام واقع شده و به دلیل استفاده زیاد از آبهای زیرزمینی این تالاب خشك شده است.
شكارگاه‌ها:
قوانین و مقررات شكار و صید در شهرستان خوی:
قوانین و مقررات شكار و صید در سطح كشور و در سطح استان و شهرستانها همه‌ساله علاوه بر قوانین مصوب بصورت دستورالعمل از سوی رئیس سازمان حفاظت محیط زیست ابلاغ و اجرا می‌گردد كه در بخش استان بدان اشاره گردید.
مناطق مجاز و مناطق ممنوعه شكار و صید در شهرستان خوی:
منطقه شكار ممنوع زرآباد (زورآباد):
بصورت دالان یا پل قشلاقی منطقه حفاظت شده مراكان و ییلاقات الند بهم متصل می‌سازد. تپه ماهورها و مراتع میان بند كلوانس و پیر عنبر و سولوز و ... با پوشش گیاهی مطلوب و گونه‌های خوشخوراك، آب كافی و هوای معتدل‌تر از قشلاق و ییلاق كه مساعدترین شرایط و فاكتورهای زیستی می‌باشد. این منطقه با مساحتی حدود 90000 هكتار و در بلندترین نقطه قله كوه سولوز و پیرعنبر 2643 متر ارتفاع دارد و رودخانه آق‌چای از داخل آن عبور می‌كند و سواحل صخره‌ای وجود قلعه بسطام و احداث سد قورول بر روی رودخانه آق‌چای و وجود مناظر طبیعی و چشم‌اندازهای متعدد و دائمی بر زیبایی منطقه افزوده است. این منطقه در بخش صفائیه خوی واقع است و محدودیت آن شمالاً: از پل علی شیخ بر روی رودخانه آق‌چای به آغباش، سنت ملا اسماعیل تا بسطام.
شرقاً: از جاده بسطام به كیان، كهریز میرزا خلیل خان، چورس، دول، پیركندی، زارعان، ایری‌بوجاق تا عسگرآباد خوی.
جنوباً: از عسگرآباد به حمزیان، جاده میدان سفلی، میدانلار تا شاه عباس گوردیك.
غرباً: جاده آسفالته از شاه عباس گوردیك از سه راهی قریس تا پل علی شیخ می‌باشد. از حیات وحش منطقه می‌توان به كل و بز ، قوچ و میش ارمنی، گرگ، گربه وحشی، گراز، خرس، خرگوش و از انواع پرندگان انواع كبك، انواع پرندگان شكاری و لاشخورها و ... اشاره كرد.
منطقه حفاظت شده مراكان:
در تاریخ 20/11/1344 بنام منطقه حفاظت شده یكانات و مراكان آگهی شد و تحت حفاظت قرار گرفت. در تاریخ 7/6/1347 منطقه یكانات از مراكان جدا گشته و منطقه مراكان به صورت حفاظت شده آگهی گردید. این منطقه در 39 درجه عرض شمالی و 45 درجه و 20 دقیقه طول شرقی بین استانهای آذربایجان شرقی و غربی واقع شده است و با مدیریت اداره كل حفاظت محیط زیست آذربایجان‌غربی در حوزه شهرستان خوی اداره می‌گردد و 92715 هكتار وسعت دارد.
منطقه حفاظت شده مراكان در حاشیه رودخانه ارس واقع شده و بخش شمای آن دارای آب و هوای گرم و بخش جنوبی و غربی آن كوهستانی است. این منطقه بطور كلی كوهستانی است و بوسیله رودخانه قطور چای (آق چای) كه بستر آن در دره عمیقی بنام دره شام قرار دارد به دو قسمت تقسیم می‌شود. در دو سمت شرقی و غربی دره شام، ارتفاعات و دره‌های متعددی قرار دارند كه زیستگاه‌های عمده حیات وحش كوه زیرا بوجود می‌آورند. از طرف دیگر دشتهای كم وسعتی نیز در شرق دره شام داشت (شوره ازر مركان، دشت گلوج) قرار گرفته‌اند كه در برابر چیرگی سیمای كوهستانی منطقه هیچگونه نمودی ندارند. این منطقه از نظر حیات وحش غنی بوده و دارای زیستگاههایی است كه اهم آنها عبارتند از:
زیستگاه قوچ و میش:
زیستگاه‌های مهم قوچ و میش در غرب دره شام عبارتند از: آق‌داغ، قره خلیل، سلطانقلی و ذغال‌چوخوری، دلیك آغل، كهلیك بداغی، آرپاچوخوری. زیستگاههای شرق دره شام عبارتند از: كهنه كند، محمدصالح، قوشاآغل، آت آغل، چای‌كسن، منجقلو، محمد صلاح، تیكمه، قزل آغل گلعرج، الی باشف كلید داغی، ارمنی دیمی.
زیستگاه كل و بز:
ارتفاعات صخره‌ای در دو طرف دره شام، گوی‌دره، كچی قلعه‌سی،‌ هلق دره، جلفا داشی، ارتفاعات و دامنه‌های صخره‌ای ذره‌بین،‌ ارتفاعات صخره‌ای مشرف به رودخانه مرزی ارس زیستگاههای كل و بز را تشكیل می‌دهند.
زیستگاه پلنگ:
ارتفاعات صخره‌ای در دو طرف دره شام،‌ سالابورد، گوی دره‌، آق داغ، ارتفاعات ذره‌بینی زیستگاه پلنگ را تشكیل می‌دهند.
زیستگاههای مهم سیاه گوش:
علفزارها و تختی‌های كهنه‌كند، مولی، یالابورد، قره‌خلیل، ترمیش، كلید داغی، ارمنی دیلی و سركش.
امكانات شكارگاهها:
ساختمانی:
منطقه حفاظت شده مراكان با 6 واحد سرمحیط بانی و محیط بانی و دو ساختمان مهمانسرا در مركز مراكان و شرق منطقه سرمحیط بانی عباسی (جلفا) با تمام تجهیزات آماده پذیرایی و اقامتی شكارچیان خارجی و داخلی است.

رودخانه‌ها
رودخانه قطور
رودخانه قطور در حوزه آبریز ارس می‌باشد و حوزه آبخیز آن با مساحت 9/3471 كیلومتر مربع از چین‌خوردگی‌های شمال غربی سلسله جبال زاگرس بوجود آمده بطوریكه اراضی محدوده‌ای دارای شیب تند بوده و كمتر اراضی مسطح در این منطقه مشاهده شده است. مساحت حوزه رودخانه قطور تا میله مرزی 248 (محل ورودی رودخانه قطور به ایران) در ارتفاع 290 متری، 810 كیلومتر مربع و طول آبراهه‌های اصلی در تركیه 115 كیلومتر می‌باشد. لازم به یادآوری است مشخصات با استفاده از نقشه 250000/ 1 برآورد گردیده است.
رودخانه قطور پس از ورود به خاك ایران در محل مذكور در مسیری از غرب به شرق در درون واحد هیدرولوژیك خود در یك خط القعر جریان می‌یابد. اطراف این رودخانه را تا ابتدای دشت خوی كوه‌های مرتفعی تشكیل داده و فاصله میله مرزی تا شهرستان خوی 70 كیلومتر می باشد. سرشاخه‌های متعددی نظیر چیلیك، كلندسو، آورش، قیله‌لیق، سریك، غازان ، الند و قودوغ بوغان در محل بویلاپوش وارد دشت خوی شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد و سپس با تغییر جهت بسوی شمال به مسیر خود ادامه می‌دهد و وارد دشت ایواوغلی می‌گردد. رودخانه زیلبر چای نیز پس از عبور از این دشت در نقطه‌ای پس از مظفر‌آباد ایواوغلی در داخل منطقه حفاظت شده مراكان وارد قطور چای می‌گردد. سرشاخه‌هایی از جنوب دامنه‌های شمالی كوههای میشو و غازان به زیلبر چای قبل از پیوستن به قطور چای و سرشاخه‌های دیگر از جانب شمال‌شرقی از دامنه كوههای قره‌داغ، آق داغ و علی باش به رودخانه قطور چای پس از پیوستن دو رودخانه به یكدیگر می‌ریزند و نهایتاً در روستای مراكان به آق‌چای می‌پیوندد و با نام قطور چای (گاهاً آق‌چای نیز می‌گویند) از داخل دره‌ای بنام دره شام عبور و در محل پاسگاه مرزی فرهادی به رودخانه ارس منتهی می‌گردد.
رودخانه الند
رودخانه الند از شاخه‌های مهم رودخانه قطور بوده كه در شهر خوی جریان دارد. این رودخانه از كوههای مرزی ایران و تركیه بنام كانی زیارت، نظر بیك و حاجی بیك سرچشمه می‌گیرد. این كوهها در فاصله تقریبی 57 كیلومتری خی واقع‌اند. شاخه‌های اولیه این رودخانه در روستای بدلان بنام رودخانه بدلان وارد الند می‌گردد. این شاخه (بدلان) از كوه اورین بزرگ كهبلندترین قله حوزه آبریز رود الند می باشد و 3622 متر از سطح دریا ارتفاع دارد سرچشمه می‌گیرد. كوه اورین در 34 كیلومتری غرب خوی قرار دارد. آب حاصل از ذوب برف‌های این كوه وارد رودخانه بدلان شده و از طریق آن به رودخانه الند می‌ریزند. پس از الحاق شاخه بدلان، رودخانه قوسی به سوی شمال تغییر جهت داده و در پسك پایین واقع در باختر خنی وارد جلگه خوی می‌شود. طول رودخانه الند تا این نقطه 70 كیلومتر و حوزه آبریز 712 كیلومتر مربع است و در مواقع پرآبی و سیلابی در پایین روستای بیزنده وارد رودخانه قطور می‌گردد.
رودخانه آق چای
این رودخانه از كوه‌های مرزی ایران و تركیه سرچشمه گرفته و در ابتدا دو شاخه بوده یكی شاخه شیخ سلو كه از كوههای شیخ «سلووناور» در ارتفاع 2769 متری سرچشمه گرفته و در محل پایین روستای كردكندی چالدران شاخه قره دره را كه از ارتفاعات حاجی بیك، یگماله، خان و صدر چشمه می‌گیرد دریافت و با نام آق‌چای در كنار روستاهای زاویه و قینر و دریافت شاخه قینر وارد دره عمیق كه اطراف آن را كوههای صخره‌ای احاطه‌ای كرده است می‌گردد. حوزه آبریز این رودخانه 1331 كیلومتر مربع است و پس از گذشتن از روستای قورول و قره‌ضیاء‌الدین و حاجیلار و زنگلان و پس از عبور از پل جاده ترانزیتی محور سه راه ایواوغلی به بازرگان در محل روستای حسینی آباد در پایین روستای مراكان به رودخانه قطور منتهی می‌گردد. این رودخانه در مسیر خود دشت قره‌ضیا‌ءالدین و مزارع اطراف فوق‌الذكر را آبیاری و در ماقع پر‌آبی همراه با رودخانه قطور به ارس می‌پیوندد.
رودخانه زیلبرچای
این رودخانه از كوههای میشو داغ و كوههای پیام و زنوز سرچشمه گرفته و از شرق به غرب جریان داشته (در محل به قزل چای نیز معروف است) و در داخل منطقه حفاظت شده مراكان در محل مظفرآباد به رودخانه قطور می‌پیوندد. آب این رودخانه بعلت آغشته به گل و لای و شوری كه از زمین‌های شوره‌زار عبور می‌كند قابل مصرف در امر زراعی نمی‌باشد. حوزه آبریز این رودخانه 2650 كیلومتر مربع با دبی كیلومتر مربع با دبی آب 441/ 15 میلیون متر مكعب می‌باشد.
حیات وحش:
پستانداران
شهرستان خوی دارای اكوسیستم نادر و وضعیت توپوگرافیك و كلیماتولوژی خاص خود است كه موجب پیدایش شرایط زیستگاهی متنوع گردیده است. پستانداران گوناگونی در این شهرستان زیست می‌كنند كه از گونه‌های به نسبت فراوان كل و بز و قوچ و میش و شغال، گراز، گرگ و روباه، خرگوش، پلنگ، سیاه گوش، تشی، راسو، و انواع جوندگان نظیر موش دوپا و سنجاب زمینی و ... در این شهرستان زیست می‌نمایند.
پرندگان
پرندگان شهرستان خوی اكثراً خشكزی بوده و جهت آن نسبت به گونه‌های آبزی و كنار آبزی فراوان است. از پرندگان شهرستان خوی می‌توان به:
پرندگان شكاری نظیر: عقاب طلایی، لیل، دلیجه سنقر، عقاب دشتی، سارگپه، بحری، شاهین، كوكو، بالابان و از لاشخورها دال و كركس و از سایر پرندگان كبك دری، كبك معمونلی، كبك چیل، تیهو، درنا، درنای كوچك، پری شاهرخ، زنبور خور، سبز قبا، انواع چكاوك ، انواع زردپر، باقرقره (كوكر شكم سیاه) و انواع چلچله و سهره را نام برد.
آبزیان
شهرستان خوی با داشتن دو رودخانه قطور و اق چای و ارتباط با رودخانه مرزی ارس منطقه‌ای با ارزش برای زیست آبزیان از جمله ماهیها است. ماهی علاوه بر تأمین پروتئین جایگاه ممتاری به خود اختصاص می‌دهد. از طرفی اهمیت ماهی‌ها در چرخه حیات و نقشش در اكوسیستم‌های آبی و زنجیره غذایی مهم انكاناپذیر است. همچنین ماهیگیری از ورزشهای مفرح و لذت بخش و پرطرفدار است كه در كنار آن استفاده از هوای سالم و مناظر زیبای طبیعی میسر بوده و باعث آسایش فكری و روحی می‌شود. ماهیان شناسایی شده در سطح شهرستان كه بطور طبیعی زیست می‌نمایند ذیلاً اسامی آنها ارائه می‌گردد.
ماهی كولی، ماهی خیاطه، سس ماهی، سس ماهی بزرگ سر، زردپر، سیاه ماهی ، ماهی زیرنقره‌ای، كپور معمولی، از سایر آبزیان، مارآبی، سمندر و لاك‌پشت آبزی و خرچنگ و ...
خزندگان و دوزیستان
خزندگان و دوزیستان مانند سایر جانوران جایگاه خاص خود را در اكوسیستم و زنجیره غذایی دارا می‌باشند. دوزیستان به عنوان طعمه و غذای جانورانی چون مارها هستند و خود نیز با تغذیه از حشرات در كنترل آنها نقش دارند. خزندگان نقش مهمی را در زنجیره غذایی به عهده دارند و طعمه گوشتخوارانی نظیر پرندگان شكاری راسو و غیره هستند و از طرفی خود با تغذیه از حشرات، نرم‌تنان و پستانداران كوچك در كنترل جمعیت آنها دخیل بوده و از این طریق خدمت مهمی به كشاورزی می‌نمایند. گاهی خزندگان در مهار كردن بیماریهایی كه توسط حشرات ناقل ایجاد می‌گردند مفید واقع شده و به انسان كمك می‌نمایند.

از انواع خزندگان و دوزیستان این شهرستان می‌توان به:
وزغ سبز معمولی، انواع قورباغه‌ها،‌ لاك‌پشت،‌انواع مارمولك ها و گرزه مار، مارجعفری‌، مار تكابی، افعی ، زنجانی، مار آتش، مار سیاه كوجه اشاره نمود.
معرفی گونه‌های در حال انقراض در شهرستان خوی :
در شهرستان خوی از پستاندارانی كه در فهرست گونه‌های در معرض خطر انقراض قرار گرفته باشد وجود ندارد ولی از پرندگان در معرض خطر انقراض می توان به عقاب طلایی، شاهین، بحری، بالابان، عقاب شاهی و كبك دری اشاره نمود.
معرفی گونه‌های جانوری خاص منطقه شهرستان خوی:
از گونه‌های خاص جانوری منطقه پلنگ، قوچ و میش ارمنی خالص و كل و بز می‌باشد كه در سایر شهرستانها به ندرت مشاهده می شود كه بوخور در منطقه حفاظت شده مراكان زیست می‌نماید و در سایر مناطق بدلایلی كه فوقاً اشاره شد در سایر مناطق بصورت ناباورانه تهی شده‌اند.درنا، درنای كوچك، پری شاهرخ، انواع پرندگان پا سری فرم و ... را می‌توان نام برد
قنات های شهرستان خوی :
در منطقه شهرستان خوی 75 رشته قنات به ثبت رسیده بود كه بعلت بهره‌برداری از آبهای زیرزمینی افزون در مقدار مجاز، موجب گردیده كه تعداد آنها كاهش یابد و در سال آبی 1378-1379 تعداد 7 رشته قنات با دبی آب 457/0 میلیون متر مكعب مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد.
چاههای شهرستان خوی:
تعداد چاهای عمیق كشاورزی منطقه 926 حلقه، چاههای نیمه عمیق 608 حلقه، چاه صنعتی 99 حلقه، چاه صنعتی نیمه عمیق 42 حلقه، تعداد چاه‌های عمیق شرب شهری و روستایی 80 حلقه و تعداد چاه‌های نیمه‌عمیق در شرب شهری و روستایی 3 حلقه بوده است از چاه‌های كشاورزی در هر سال 374/340 میلیون متر مكعب.
از چاههای آب مشروب 057/25 میلیون مترمكعب و از چاههای صنعتی 271/12 میلیون متر مكعب تخلیه می‌گردید ولی بر اساس آمار سال 1142 حلقه چاه عمیق و 558 حلقه به ترتیب 689/400 و 499/34 میلیون مترمكعب و مجموعاً 188/435 میلیون مترمكعب تخلیه سالانه مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد.
بعلت عدم امكان كنترل تجهیزات موتور پمپ در موقع نصب آنها به نظر می‌رسد كه میزان بهره‌برداری از چاه‌های مختلف منطقه 30 تا 40 درصد افزون بر مقدار دبی مجاز قید شده در پروانه‌های بهر‌برداری می‌باشد و با افزایش بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی در سالهای اخیر و عدم توان در میزان تخلیه و تغذبه آب زیرزمینی و بیلان منفی ایجاد شده سطح آب زیرزمینی و سفره بشدت پایین آمده و این افت در 10 سال اخیر مخصوصاً در بخش‌های غریب دشت محسوس بوده و بر این اساس و اقدامات این امور و امر مطالعات سازمان جهت جلوگیری از تداوم این افت از سال 1372 منطقه فوق از طرف وزارت نیرو تا سال 1380 ممنوعه اعلام گردیده است.    
چشمه‌های شهرستان خوی:
چشمه‌های متعددی در دره‌ها و دشت خوی در ارتباط با آبهای زیرزمینی موجود بوده كه تعداد چشمه‌های آماربرداری شده 13 دهنه بوده ولی در سال آبی 1378-1379 تعداد 7 دهنه آمار برداری شده و دبی سالانه 77/3 میلیون متر مكعب می‌باشد و چشمه‌های متعدد در اكثر دره‌های مناطق جاری است كه سرشاخه‌های رودخانه‌های الند و قطورچای و شاخه‌های فرعی این رودخانه از این چشمه‌ها شكل می‌گیرد و به طرف دشت خوی جاری هستند.
چشمه‌های آب معدنی خوی:
چشمه معدنی قره‌شعبان در 6 كیلومتری جاده خوی- تبریز.
چشمه معدنی نطرئی در دهكده‌ای به همین نام در شمال‌غربی خوی.
چشمه معدنی ویشلق در شمال‌غربی خوی
چشمه معدنی ایواوغلی در دهكده‌ای به همین نام در شمال‌غربی خوی
چشمه معدنی شوربلاغ بیلوار در جنوب دهكده بیلوار در شمال غربی خوی
چشمه معدنی زارعان در شمال غربی بیلوار و غرب دهكده زارعان
چشمه معدنی دسته دره در شمال‌غربی خوی
چشمه معدنی كلوانس در شمال غربی خوی
چشمه معدنی شگفتی در شمال‌غربی خوی دامنه جنوبی كوههای آق بلاغ
آبگرم قارنجه در شمال غربی خوی در دهكده قارنجه
چشمه معدنی آبگرم خان در 40 كیلومتری جنوب غربی خوی (دره قطور)
چشمه معدنی رازی در جنوب غربی خوی در دهكده‌ای به همین نام.