อำเภอโพธิ์ไทรตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือของจังหวัดอุบลราชธานี ห่างจากตัวจังหวัด 96 กิโลเมตร และห่างจากกรุงเทพมหานคร 725 กิโลเมตร มีอาณาเขตติดต่อกับพื้นที่การปกครองข้างเคียงดังนี้

• ทิศเหนือ ติดต่อกับอำเภอเขมราฐและอำเภอนาตาล
• ทิศตะวันออก ติดต่อกับแขวงสาละวัน (ประเทศลาว)
• ทิศใต้ ติดต่อกับอำเภอศรีเมืองใหม่
• ทิศตะวันตก ติดต่อกับอำเภอตระการพืชผล อำเภอกุดข้าวปุ้น และอำเภอเขมราฐ