شهرستان عجب‌شیر با وسعت 738 كیلومتر مربع (1.6 درصد مساحت استان) در 100 کیلومتری تبریز واقع شده و از سمت شمال با شهرستان‌های اسکو و آذرشهر، از سمت شرق با شهرستان مراغه، از سمت غرب با دریاچه ارومیه و از سمت جنوب با شهرستان بناب هم‌مرز است. طبق آخرین تقسیمات کشوری شهرستان عجب‌شیر دارای دو بخش به نام‌های مرکزی (شامل دهستان‌های دیزجرود غربی و خضرلو) و قلعه‌چای (شامل دهستان‌های دیزجرود شرقی و کوهستان)، دو نقطه شهری به نام‌های عجب‌شیر و جوان‌قلعه و 49 آبادی می‌باشد.

شهر عجب‌شیر در سینه جلگه حاصلخیز، روی رسوبات غنی رودخانه قلعه‌چایی، در دامنه جنوب ارتفاعات تورجان و جرئیدن از پیش‌كوه‌های توده سهند واقع شده است. ظاهراً انگیزه پیدایش و علل وجودی آن داشتن موقعیت جغرافیایی ممتاز، اقلیم مساعد، خاكهای بارور، منابع آب، روستاهای آباد و دسترسی به دریاچه ارومیه بوده است. اين شهرستان در منطقه كوهستاني واقع شده و داراي تابستان‌هاي معتدل و زمستان‌هاي سرد و برفی مي‌باشد. ارتفاع اين شهرستان از سطح آزاد دريا 147.8 متر بوده و داراي زمين‌هاي حاصلخيز و پرمحصول و مستعد كشاورزي مي‌باشد و قسمتي از اراضي در نواحي درياچه اروميه در منطقه شوره‌زار و پست واقع شده است.

طبق روایات تاریخی، شهر عجب‌شیر و حومه نزدیك آن كلاً‌ بقایای شهر گمشده (شیز)، بزرگترین شهر آذربایجان در عهد اشكانیان و سامانیان است. در تایید احتمالی این روایات، وجود چند پدیده باستانی و آثار حیات انسانی در فواصل مختلف بدان قوت بیشتری می‌بخشد. در مراجعه به سوابق تاریخی شهر به نظر می‌رسد كه مقر اولیه و هسته مركزی آن، یكی از محلات قدیمی موسوم به دیزج بوده که امروزه با همین نام سابق (دیزه) در قسمت غربی شهر قرار دارد.