Patnos İlçesi Doğu Anadolunun Yukarı Murat Van Bölümünde yer alır. Doğuda Van ilinin Erciş, batıda Muş İlinin Malazgirt, Kuzeyde İlimizin Tutak ve Hamur İlçeleri, Güneyde Bitlis İlinin Adilcevaz ilçeleriyle komşudur. İlçemizin Ağrı-Van, Ağrı-Muş, Ağrı-Bitlis karayollarının kesişme noktası üzerinde kurulmuş olması önemini arttırmaktadır. Deniz seviyesinden yüksekliği 1640m dir.
Patnos Doğu Anadolu Bölgesinin Yukarı Murat Van Bölümündeki Ağrı İlinin 8 ilçe merkezinden biridir. Doğal oluk ve yolların düğümlendiği bir noktada bulunan Patnos şehrinin konumu kendisine oldukça stratejik bir konum kazandırmıştır. Bu özelliği tarih boyunca bölgenin egemenleri tarafından hep kullanılmıştır. Yukarı Murat Van Bölümünün önemli çöküntü alanlarından birini oluşturan Patnos Ovası değişik yönlü faylar eşliğinde çökerek oluşmuş sonradan da alüvyonlarla dolmuş her taraftan genç volkaniklerle çevrili bir tersiyer havzasıdır.