شهرستان عجب‌شیر در استان آذربایجان شرقی قرار دارد.شهرستان عجب‌شیر با وسعت ۷۳۸ کیلومتر مربع از سمت شمال با شهرستان اسکو و شهرستان آذرشهر، از سمت شرق با شهرستان مراغه، از سمت غرب با دریاچه ارومیه و از سمت جنوب با شهرستان بناب هم‌مرز است.