Xã Quỳnh đôi cách trung tâm huyện Quỳnh Lưu 5 km về phía Đông Bắc. Có diện tích tự nhiên 414,19 ha; dân số 5.393 nhân khẩu, với 1.402 hộ, trên địa bàn toàn xã được chia thành 8 thôn, nhân dân sống tập trung. Nằm trên tuyến tỉnh lộ 537D, đường giao thông du lịch biển Quỳnh đi qua là điều kiện thuận lợi cho việc phát triển kinh tế, dịch vụ và tiểu thủ công nghiệp.

Phía Đông giáp xã Quỳnh Yên, phía Tây giáp xã Quỳnh Hậu, phía Nam giáp xã Quỳnh Bá và phía Bắc giáp xã Quỳnh Thanh..