İl, deniz seviyesinden 1640 m yükseklikte kurulmuştur. Anadolu’nun İran’la bağlantısını sağlayan yolun üzerinde bulunması ile önemi artan ilin doğusunda İran, batısında Muş ve Erzurum, kuzeyinde Kars, güneyinde Van ve Bitlis ile kuzeydoğusunda Iğdır ili bulunmaktadır. Topraklarının \%46’sını dağlık alanlar, \%29’unu ovalar, \%18’ini platolar ve \%7’sini yaylalar oluşturmaktadır. İklimi kışları soğuk ve sert yazları kurak ve sıcaktır.
Ağrı ilinde ova ve düzlükler genel olarak faylar (kırıklar) ve dağlarla sınırlanmıştır ve bu nedenle yeterince geniş değillerdir. Çöküntü havzaları şeklinde olan bu ovalar toprak birikmesi ile oluşmuştur. Ağrı Ovası, Eleşkirt Ovası, Patnos Ovası, Doğubayazıt Ovası ve Tutak Ovası önde gelen ovalardır. Ağrı ekonomisinin başlıca gelir kaynağı olan tarım ve hayvancılık için büyük önem arz eden bu ovalarda yem bitkileri, tahıl ve şeker pancarı ekilmektedir. Ekim alanları dışında kalan düzlükler de mera olarak kullanılmaktadır.