موقعیت این طرح، در استان آذربایجان غربی و در ضلع غربی شهرستان ارومیه واقع شده است. تصفیه‌خانه شماره ۲ ارومیه در بخش جنوب غربی شهرستان، در منطقه گلشهر واقع شده است و آب خام ورودی به تصفیه‌خانه از سد شهرچای که در کیلومتر ۱۹ جاده بند واقع شده است، تأمین می‌شود.

شهر ارومیه در سال ۱۳۷۰ مساحتی بالغ بر ۵۹ کیلومتر مربع داشت و از نظر موقعیت جغرافیایی، دارای طول ۴۵ درجه و ۲ دقیقه و عرض ۳۷ درجه و ۳۲ دقیقه است و ارتفاع آن از سطح دریا به ۱۳۱۲ متر می‌رسد. این شهر با داشتن ۶/۳۵۳ میلیمتر بارندگی متوسط سالیانه، از نظر آب و هوایی جزو مناطق معتدل است. رودخانه شهرچای، پس از گذشتن از وسط شهر و تقسیم آن به دو نیمه و عبور از باغات اطراف شهر، به دریاچه ارومیه می‌ریزد که با احداث سد شهرچای روی این رودخانه نیاز عمده آب شرب شهر ارومیه و همچنین نیاز آب کشاورزی منطقه برطرف می‌شود.