Doğubayazıt, Anadolu'nun doğusunda, Avrupa E-yolu E80 transit yolu üzerinde kurulmuştur. Ağrı'ya bağlı ve Merkez ilçenin 93 km doğusunda, İran 25 km uzaklıktadır. İlçe toprakları genellikle engebeli ve yüksektir. İlçe merkezi düzlükte kurulmuştur. Ağrı'nın en eski, tarihi ve gelişmiş ilçesidir. Kendi adını taşıyan ovanın güney doğusunda kurulmuştur.