Ağrı ili, Kars, Erzurum, Muş, Bitlis, Van ve İran sınırı arasındadır. Ağrı, Türkiye’nin en engebeli illerinden biridir. 1000 m yükseklikten daha aşağı yerler çok azdır. Ortalama yükseklik 1000-1500 metredir. Erzurum-Kars Yaylasını Murat Havzasından ayıran Karasu-Aras’ın doğu ucunda kartal yuvası gibi dik duran Büyük ve Küçük Ağrı Dağları, Ağrı ilinin sembolü gibidir.

Dağlar: Geniş bir yay çizen dağ silsilesinin ucunda Ağrı Dağı (5137 m); Küçük Ağrı (3896 m), Aşağı Dağ (3274 m), Kara Dağ (3243 m), Tizli Dağı (3200 m) bulunur. Ayrıca Tendürek (3343 m), Aladağ (3250 m) ile Süphan Dağı, Kanlı Dağ ve Ziyaret Dağı başlıca dağlardır. Dağların büyük çoğunluğu üç bin metreyi aşar. Ağrı, Türkiye’nin en engebeli, en yüksek ve volkanik bölgelerindendir. Deniz seviyesinden yüksekliği 1640 metredir.

Ovalar: Bu bölge volkanik bir arazidir. Çöküntü neticesinde; Doğu Bayezid, Diyadin ve Eleşkirt ovaları meydana gelmiştir. Murad Vadisi, Karaköse ve Eleşkird Suyu Vadileri başlıca düzlüklerdir. Ağrı; Karasu ve Aras Nehirleri ile Tendürek ve Süphan Dağları ile çevrilidir.

Akarsular: Fırat Irmağının en uzun ve önemli kolu olan Murad Suyunun (Doğu Fırat) kaynakları Aladağ ile Çakmak dağıdır. Bu iki kol Karaköse’nin güneyinde birleşir ve Muş’a girer. Karasu, Aras, Murad suyu, Eleşkirt Çayı, Sarısu ve Balık Çayı başlıca akarsulardır.

Göller: Balık Gölü 25 kilometrekaredir. Şeyh ve Danilkel gölleri, yazın bataklık, kışın göldür.