Xorazm viloyati O‘zbekiston Respublikasining shimoliy-g‘arbiy qismida, quyi Amudaryoning chap qirg‘og‘idagi qadimiy Xorazm yerlarining bir qismini egallaydi. Viloyatni geografik o‘rni 600 031 - 620 281 sharqiy uzoqlik va 400 351 - 420 001 shimoliy kenglik oralig‘ida joylashgan. Viloyat janub va janubi-g‘arbdan Qoraqum orqali Turkmaniston bilan, shimoli-g‘arb va shimol tomondan Amudaryo orqali Qoraqalpog‘iston Respublikasi bilan, janub-sharq tomondan Buxoro viloyatlari bilan chegaralanadi.