Obec Petrovany sa nachádza v severnej časti Košickej kotliny, na terase nad východným brehom Torysy v nadmorskej výške 270 m. Košická kotlina je erózno-tektonického pôvodu, vyplnená neogénnymi ílami, pieskovcami a zlepencami. Klimaticky patrí do teplej oblasti, v januári je priemerná teplota – 3 oC, v júli 19 – 20 oC, so zrážkami 550 – 650 mm ročne. Petrovany ležia 8 km južne od centra Šariša – Prešova.

Z východnej strany kotlinu ohraničuje Slánske pohorie, zo západnej predsunuté pahorkatiny Šarišskej vrchoviny s Čiernou horou v jej južnej časti. Zo severnej strany údolie uzatvárajú vrchy Veľká stráž, Malá stráž a Kapušiansky hradný vrch. Na juhu je kotlina otvorená.

Hlavnú sídelnú os kotliny tvorí údolie rieky Torysy, ktorá preteká údolím a pred reguláciou a vybudovaním ochrannej hrádze tvorila veľké meandre s náplavami usadenín štrkopieskov, hlín, ale aj kamenných nánosov.

Rovinný až mierne zvlnený pahorkatinný povrch chotára tvoria usadeniny mladších treťohôr, štvrtohorné náplavy, svahové a sprašové hliny. Zväčša je odlesnený, les je iba vo východnej časti (dub, hrab, breza, jelša). Sú tu nivné, hnedozemné a illimerizované pôdy.