Huyện Quỳnh Lưu nằm ở phía Đông Bắc tỉnh Nghệ An. Huyện lỵ là thị trấn Cầu Giát, cách thành phố Vinh khoảng 60 km, có vị trí địa lý:

• Phía bắc giáp thị xã Nghi Sơn cùng huyện Như Thanh, tỉnh Thanh Hóa và thị xã Hoàng Mai
• Phía nam và tây nam giáp huyện Diễn Châu và huyện Yên Thành. Vùng phía nam huyện có chung khu vực đồng bằng với hai huyện Diễn Châu và Yên Thành (thường gọi là đồng bằng Diễn - Yên - Quỳnh).
• Phía tây giáp các huyện Nghĩa Đàn, Tân Kỳ và thị xã Thái Hòa với ranh giới khoảng 33 km, được hình thành một cách tự nhiên bằng các dãy núi kéo dài liên tục mà giữa chúng có nhiều đèo thấp tạo ra những con đường nối liền hai huyện với nhau.
• Phía đông huyện giáp biển Đông.

Diện tích đất tự nhiên của huyện là 445,1 km2. Dân số của huyện tính đến năm 2018 là 307.000 người, là huyện đông dân nhất tỉnh Nghệ An sau thành phố Vinh. 15,1% dân số theo đạo Thiên Chúa.

Khí hậu và thời tiết

Huyện Quỳnh Lưu nằm trong khu vực nhiệt đới nhưng lại ở miền biển nên thường nhận được ba luồng gió:

- Gió mùa Đông Bắc nằm sâu trong lục địa lạnh lẽo của vùng Sibia và Mông Cổ, từng đợt thổi qua Trung Quốc và vịnh Bắc Bộ tràn về, bà con gọi là gió bắc.

- Gió mùa Tây Nam ở tận vịnh Bengal tràn qua lục địa, luồn qua các dãy Trường Sơn, thổi sang mà nhân dân thường gọi là gió Lào nhưng chính là gió tây khô nóng.

- Gió mùa Đông Nam mát mẻ từ biển Đông thổi vào nhân dân gọi là gió nồm

Khí hậu ở huyện Quỳnh Lưu chia làm hai mùa rõ rệt:

- Mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 10 dương lịch. Mùa này tiết trời nóng nực, nhiệt độ trung bình 30C, có ngày lên tới 40C.

- Mùa lạnh từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 dương lịch năm sau. Mùa này thường có gió mùa đông bắc, mưa kéo dài.