อำเภอขุนตาลตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกของจังหวัดเชียงราย ระหว่างละติจูด 19 องศา 45–56 ลิปดาเหนือ และลองจิจูด 100 องศา 20-25 ลิปดาตะวันออก อยู่ห่างจากตัวจังหวัดเชียงรายประมาณ 62 กิโลเมตร ตามทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 1152 [แยกทางหลวงหมายเลข 1020 (หัวดอย)-บรรจบทางหลวงหมายเลข 1020 (ต้าตลาด)] และมีทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 1020 [แยกทางหลวงหมายเลข 1 (เชียงราย)-เชียงของ] ผ่านหน้าที่ว่าการอำเภอขุนตาล พื้นที่การปกครองของอำเภอขุนตาลมีอาณาเขตติดต่อกับเขตการปกครองข้างเคียง ดังนี้

• ทิศเหนือ ติดต่อกับอำเภอเชียงของ
• ทิศตะวันออก ติดต่อกับอำเภอเวียงแก่นและอำเภอเทิง
• ทิศใต้ ติดต่อกับอำเภอเทิง
• ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภอพญาเม็งราย