Добруджански земеделски институт се намира в Североизточна България, в равнинната част на Южна Добруджа. Той е разположен в землището на с. Петлешково, на около 20 километра североизточно от гр. Добрич, на около 5 километра южно от гр. Генерал Тошево и на 75 километра от гр. Варна. Намира се на 43о40’ северна ширина и 28o10’ източна дължина и на 236 метра надморска височина.
В климатично отношение районът на Добруджански земеделски институт се отнася към източната част на Умерено-континенталната климатична област на страната. Спецификата му се определя от платовидния характер на релефа, постоянно духащите ветрове и близостта на Черно море. Въпреки суровата зима, за района не са характерни екстремно ниски температури на въздуха: най-студен е месец януари с норма -0.5°С и абсолютна минимална температура -22.7°С (1954 г.).
Лятото е по-прохладно в сравнение с други райони на същата климатична област. Най-топъл е месец юли с температурна норма +20.9°С и регистрирана абсолютна максимална температура на въздуха +38.5°С (1985 г.). Годишната валежна норма в института е 527.5 mm, с максимум през юни (67.3 mm). По-голямата част от валежите (средно 56.4 %) пада през вегетационните месеци. Годишният минимум е през януари (30.5 mm). Относителната влажност на въздуха варира от 69% до 88%. Средната й стойност от 78% е значително по-висока от средната стойност за страната.
Почвите в опитното поле на Добруджански земеделски институт са представителни за условията на слабо излужените черноземи и комплексно се причисляват към най-плодородните почви в България, притежаващи потенциал за получаване на високи добиви. Характеризират се със сравнително мощен хумусен хоризонт (60-80 cm) и по съдържание на хумус в орния слой се отнасят към средно хумусните. Характерни качества на почвите са: неутрална реакция, слаба запасеност с усвоим азот и фосфор и средна до добра запасеност с обменен калий. Механичният им състав обуславя благоприятно съчетание на водно-физични свойства с много добра структура на подорните хоризонти.
Съгласно агроекологичното райониране на страната опитното поле на Добруджански земеделски институт принадлежи към агроекологичен район I9.
Всички тези условия определят района на Добруджански земеделски институт като много подходящ за отглеждане на разнообразни полски култури – пшеница, ечемик, тритикале, царевица, слънчоглед, фасул, грах, нахут и др.