ژئوپارک ارس در شمال غربی ایران، در استان آذربایجان شرقی و در منتهی الیه شمالی آن در محدوده منطقه آزاد ارس واقع شده و محدوده آن بر گستره شهرستان جلفا منطبق است.

این ناحیه از لحاظ موقعیت جغرافیای طبیعی، دنباله جنوبی رشته‌کوه‌های قفقاز کوچک است. این رشته‌کوه همراه با رشته‌کوه‌های البرز و زاگرس بخش میانی از سیستم کوهزایی آلپ - هیمالیا است که از اروپا تا شرق آسیا کشیده شده است و همچون دیواری طبیعی موجب تنوع و گونه‌گونی اقلیم‌ها و فرهنگ‌ها در دو سوی خود شده است. منشا ریزش‌های جوی این ناحیه جبهه‌های مرطوب مدیترانه‌ای است که در اوایل پاییز تا اواسط بهار از جهت شمال غرب و غرب وارد این منطقه‌ می‌شود و متوسط بارندگی سالانه آن 250 تا 350 میلیمتر است.

اراضی محدوده ژئوپارک ارس در فواصل کوتاه اختلاف ارتفاع چشم‌گیری دارد و همین امر موجب شکل‌گیری چشم‌اندازهای اقلیمی متنوعی در آن شده است. بلندترین نقطه ارتفاعی ناحیه جلفا کوه کیامکی با فراز 3347 متر و پست‌ترین نقاط آن نیز نواحی مرزی شمال منطقه و دره رودخانه ارس است. این دره در محل پیوستن رودخانه قطورچای به رودخانه ارس که مرز غربی این ژئوپارک را تشکیل می‌دهد 720 متر ارتفاع دارد و در هنگام خروج و در مرز شرقی ژئوپارک ارس، ارتفاع آن به 390 متر می‌رسد. این ناحیه فراخور اقلیم آن پوشش‌ گیاهی متنوعی نیز دارد و در حالی که دره رودخانه ارس پوشیده از درختان نیمه گرمسیری است اراضی نواحی غربی و میانی آن پوشش استپ و در دامنه کوهستان‌های شرقی، جنگل‌های متراکم و انبوه ارسباران دیده می‌شود. خط برف دائمی آن نیز در ارتفاعات بالاتر از 3000 متر دیده می‌شود.

ارس رودخانه‌ اصلی این ناحیه است و مرز شمالی ژئوپارک ارس با کشورهای ارمنستان و جمهوری خودمختار نخجوان آذربایجان را تشکیل می‌دهد. جریان پیوسته و خروشان این رودخانه از گوشه شمالی غربی وارد شده و پس از دریافت زهکش‌های این منطقه از گوشه شمالی شرقی خارج گردیده و در نهایت و پس از پیوستن به رود کورا، به دریای خزر می‌ریزد.

این محدوده به علت طبیعت کوهستانی و ‌برون‌زد انواع مختلفی از سنگ‌های رسوبی و آذرین و تنوع ساختارهای تکتونیکی و برخورداری از آب و هوایی نیمه خشک و سرد و تنوع پوشش گیاهی و جانوری از جذابیت‌های زمین-گردشگری (Geotourism) مناسبی برخوردار است به‌طوری که بی‌اغراق می‌توان ادعا کرد ژئوپارک ارس می‌تواند بخشی از شبکه میراث زمین‌شناختی جهان باشد.

مناطق کمتال، ماراکان، دره‌دیز و کیامکی از ژئوسایت‌های عمده این ژئوپارک هستند که با توجه به تنوع زیستی پوشش گیاهی و جانوری آن، تحت حفاظت سازمان محیط زیست نیز قرار دارد. اگر بخواهیم به مهمترین ویژگی‌های زمین‌شناسی ژئوپارک ارس اشاره‌ای داشته باشیم باید از توالی رسوبی پالئوزئیک – مزوزئیک و به‌خصوص پیوستگی نهشته‌های مرز دوره‌های پرمین و تریاس که از ارزش علمی بالایی برخوردار است؛ ایالت‌های آذرین درونی و گسترش سنگ‌های گرانیتی که محدود به بخش‌های شرقی است؛ ایالت‌های آذرین بیرونی که عامل شکل‌گیری رشته‌کوه کیامکی است؛ رژیم فشارشی حاکم بر منطقه ناشی از فاز‌ کوهزایی آلپاین که موجب گسترش انواع پدیده‌های ساختمانی از قبیل گسل‌خوردگی و راندگی طبقات و چین‌‌خوردگی شده است؛ سایت‌های فسیلی که قدمت فسیل‌های آن تا اواسط پالئوزئیک می‌رسد؛ چشمه‌های تراورتن‌ساز که حاصل فعالیت چشمه‌های معدنی است و همچنین رودخانه ارس و ریختارهای وابسته به آن نام برد. این پدیده‌ها هر یک شاهدی از پیشینه فعالیت فازهای کوهزایی، فرآیندهای شکل‌زا و قدمت حیات بر روی این سیاره هستند و تمرکز آنها در کنار یکدیگر و مجموعه آنها میراث زمین شناختی ژئوپارک پیشنهادی ارس را فراهم نموده است.

ناحیه جلفا از دیرباز و به واسطه توپوگرافی و ناهمواری خاص خود، گذرگاه طبیعی و معبری برای رفت‌وآمد و تجارت بین قفقاز جنوبی و آذربایجان ایران بوده و از این لحاظ و در طول تاریخ موقعیتی استراتژیک و منحصربفرد داشته است. قدمت این منطقه به قرن پنجم قبل از میلاد بر می‌گردد و بدلیل اینکه در شاهراه ارتباطی واقع است اقوام ساکن آن بارها دستخوش مهاجرت و اختلاط گردیده‌اند. امروزه، ترکی آذربایجانی و فارسی، زبان غالب در این ناحیه است. اکثر مردم این ناحیه به باغ‌داری و کشاورزی و اشتغال در منطقه آزاد ارس مشغول هستند.

بد نیست بدانیم محدوده ژئوپارک ارس در اقلیم نیمه خشک سرد واقع شده و جهت باد غالب در آن از جهت شمال شرقی است. مقدار بارش سالیانه آن بین 225 تا 400 میلیمتر در سال، متوسط دما در حاشیه رود ارس 15 و در ارتفاعات 5 درجه سانتیگراد با نوسان 44 تا 20-  در طول سال است. متوسط ارتفاع شهر جلفا 704 متر است و در طول سال دارای 42 روز بارندگی، 17 روز برفی و 73 روز یخبندان (دما زیر صفر) است. همچنین شایان ذکر است در طول ماه فروردین متوسط دمای روزانه 8 درجه و بین 2 تا 14 درجه سانتیگراد در نوسان است و تنها منطقه آزاد در سطح کشور است که در طول تابستان از آب و هوای مناسبی برخوردار است.

ژئوپارک ارس از لحاظ موقعیت زمین‌شناسی و بر اساس تقسیم‌بندی‌های پهنه‌های ساختاری-رسوبی ایران، در پهنه ایران میانی واقع شده است. پیکره زمین‌ساختی محدوده ژئوپارک ارس از لحاظ زمین‌شناسی ساختمانی نیز از نوع سامانه رانده-چین‌‌خورده‌ است و گسل‌های تراستی و ساختمان‌های ‌چین‌خورده با روند W-E تا NW-SE از عناصر تکتونیکی غالب در آن است.

ایران میانی خردقاره‌ای است که در حدفاصل پهنه‌های زاگرس در جنوب و کپه‌داغ در شمال واقع شده و گستره آن تا آن‌سوی مرزهاى شرقی و غربی ایران ادامه دارد. این خردقاره خود بخشی از کمربندی از مجموعه خردقاره‌ها است که سیمریا (Cimmeria Microcontinent) نامیده می‌شود و از تبت تا ترکیه گستره دارد. خردقاره سیمریا تا اواخر پالئوزئیک و ابتدای دوره پرمین (حدود 300 میلیون سال پیش) بخشی از اراضی ابرقاره گندوانا (Gondwana) در نیمکره جنوبی زمین و کمی پایین‌تر از خط استوا بوده است تا اینکه در این زمان با انشقاق درون قاره‌ای ناشی از جریان‌های همرفتی گوشته زمین، از این قاره جدا شده و به سمت ابرقاره لوراسیا (Laurasia) در شمال حرکت کرده است‌. خردقاره سیمریا در اواخر دوره تریاس به ابرقاره لوراسیا برخورد می‌کند و بر اثر آن رسوبات ته‌نشست یافته در بستر اقیانوس، چین‌خوردگی یافته و ارتفاعات منطقه شکل می‌گیرد. از آن زمان به بعد فشردگی این قاره‌ تداوم داشته و منجر به چین‌خوردگی و راندگی واحدهای سنگی آن گردیده است.

محدوده ژئوپارک ارس از ویژگی‌های زمین‌شناسی و ریختاری بارزی از جمله رخنمون گسترده و آشکار سنگ‌های رسوبی با وضوح لایه‌بندی و رنگ‌های متمایز، افق‌های آهکی ضخیم و پرفسیل مربوط به اواسط دوران پالئوزئیک تا اوایل دوران مزوزئیک، نهشته‌های آواری موسوم به فلیش در دوره‌های کرتاسه و ائوسن، نهشته‌های آواری سرخ رنگ ائوسن و میوسن و توده‌های آذرین درونی و بیرونی الیگوسن برخوردار است.

سنگ‌های رسوبی مهمترین توده‌های سنگی برون‌زد یافته در ناحیه ژئوپارک ارس هستند. قدمت کهن‌ترین سنگ‌های رسوبی که در محدوده ژئوپارک ارس ‌برون‌زد دارد به 400 میلیون سال پیش یعنی به نهشته‌های دوره دونین برمی‌گردد. نهشته‌های آهکی دوران پالئوزئیک- مزوزئیک این ناحیه در حوضه پلاتفرمی که سکویی وسیع و کم‌تنش بوده تشکیل گردیده است و ماحصل آن ته‌نشست سازندهای آهکی و دولومیتی جیرود در دوره دونین، سازند ماسه‌سنگی درود و آهکی روته در دوره پرمین و سازند آهکی و دولومیتی الیکا در دوره تریاس بوده است. نهشته‌های فلیش از دیگر ته‌نشست‌های گسترده این ناحیه است؛ این نهشته‌ها از انباشت تناوبی از جفت لایه‌های ماسه‌سنگ و شیل در بستر عمیق حوضه دریایی و در مجاورت کوه‌های در حال برخاست در قاره‌ها ایجاد شده است. در این حوضه‌ها، هم‌‌زمان با شدت گرفتن کوهزایی‌ها، فرآیند فرسایش نیز در خشکی‌ها شتاب گرفته و از طریق آن حجم عظیمی از رسوبات ماسه‌ای و گلی به وسیله رودخانه‌ها به دریا حمل شده و در حوضه‌های عمیق دریایی انباشت شده و باعث تشکیل نهشته‌های رخساره فلیشی می‌شوند. نهشته‌های آواری میوسن نیز از افق‌های ضخیمی از کنگلومرا و ماسه‌سنگ سرخ و مارن سبز رنگ تشکیل گردیده و رخنمون این سنگ‌ها در دامنه تپه ماهور‌ها مناظر بدیع و متفاوتی ایجاد نموده است. این چشم‌اندازها اغلب پیرامون نواحی سیه‌رود و ایری در میانه محدوده ژئوپارک نمایان است. در سنگ‌های رسوبی این ناحیه فسیل‌های متنوعی از براکیوپودا، دوکفه‌ای، آمونیت، خارپوستان و مرجان در سازندهای پرمین و تریاس و آثار فسیلی مربوط به فعالیت‌های زیستی جانوران دریایی در نهشته‌های فلیش کرتاسه و ائوسن دیده می‌شود. همچنین جای‌گیری توده‌های نفوذی سنگ آذرین در بخش‌های شرقی و پیرامون روستاهای اشتبین و کردشت و خروج و فوران آتشفشانی نیز که سن تشکیل آن به الیگوسن برمی‌گردد نقش مهمی در تکوین و شکل‌گیری ناهمواری‌های این ژئوپارک داشته و عامل اصلی شکل‌گیری بلندترین ارتفاعات این ناحیه است.