موقعیت این طرح، در استان آذربایجان غربی و در ضلع غربی شهرستان ارومیه واقع شده است. تصفیه‌خانه شماره 2 ارومیه در بخش جنوب غربی شهرستان، در منطقه گلشهر واقع شده است و آب خام ورودی به تصفیه‌خانه از سد شهرچای که در کیلومتر 19 جاده بند واقع شده است، تأمین می‌شود.

شهر اروميه در سال 1370 مساحتي بالغ بر 59 كيلومتر مربع داشت و از نظر موقعيت جغرافيايي، داراي طول 45 درجه و 2 دقيقه و عرض 37 درجه و 32 دقيقه است و ارتفاع آن از سطح دريا به 1312 متر می‌رسد. این شهر با داشتن 6/353 ميليمتر بارندگي متوسط ساليانه، از نظر آب و هوايي جزو مناطق معتدل است. رودخانه شهرچاي، پس از گذشتن از وسط شهر و تقسيم آن به دو نيمه و عبور از باغات اطراف شهر، به درياچه اروميه مي‌ريزد كه با احداث سد شهرچای روي اين رودخانه نياز عمده آب شرب شهر اروميه و همچنين نياز آب كشاورزي منطقه برطرف مي‌شود.