Το Πετροχώρι βρίσκεται στην πεδιάδα της Ξάνθης σε υψόμετρο 50 μέτρα[2] και περίπου 8 χλμ. νοτιοδυτικά από το κέντρο της πόλης. Δυτικά του χωριού είναι οι Τοξότες, βορειοανατολικά το Εύμοιρο, ανατολικά η Λεύκη ενώ στην ανατολική και νότια άκρη του περνάει η ΕΟ Ξάνθης - Καβάλας. Η παλιά ονομασία του χωριού, την περίοδο της τουρκοκρατίας, ήταν Καϊλάρ Τσιφλίκ (τουρκ. Kayalar Ciftlgi), και μετά την ανταλλαγή πληθυσμών οι μουσουλμάνοι κάτοικοί του μετακινήθηκαν και εγκαταστάθηκαν πρόσφυγες από τη Μικρά Ασία.[3] Ως Καϊλάρ Τσιφλίκ αναφέρεται, μετά την απελευθέρωση της Θράκης, στο ΦΕΚ 301Α - 13/09/1926 να προσαρτάται στην τότε κοινότητα Ευμοίρου. Το 1928 με το ΦΕΚ 193Α - 20/09/1928 μετονομάστηκε σε Ερείκη για να μετονομαστεί πάλι το 1931 με το ΦΕΚ 357Α - 09/10/1931 σε Πετροχώριον.[4] Σύμφωνα με το Πρόγραμμα «Καλλικράτης» μαζί με το Εύμοιρο, το Λαμπρινό, τη Λεύκη, τη Νέα Μορσίνη και την Παλαιά Μορσίνη αποτελούν τη δημοτική κοινότητα Ευμοίρου που υπάγεται στη δημοτική ενότητα Ξάνθης του Δήμου Ξάνθης και σύμφωνα με την απογραφή του 2011 έχει ως πληθυσμό 910 κατοίκους.[5]
