Göyçay əsl türk mənşəli söz olub, sahilində yerləşdiyi Göyçay çayının adından götürülmüşdür. Çayın suyu həddindən artıq şəffaf olduğuna və göy (mavi) rənginə çaldığına görə belə adlandırılmışdır. Antik dövr müəllifiləri Strabon, Ptolomey, Plini və başqaları bu bölgənin təsərrüfat həyatından bəhs edərkən torpaqlarının məhsuldarlığı ilə bərabər burada yaşayan əhalinin taxıl yetişdirdiyini, üzümçülüklə məşğul olduğunu, İberiya ilə Xəzər sahilini birləşdirən Transqafqaz ticarət yolunun bu bölgədən keçdiyini qeyd edib. Göyçay rayonuna məxsus kəndlər ayrı – ayrı tarixi dövrlərdə müxtəlif yerli feodal dövlətlərinin tərkib hissəsi olub. Mənbələrdən Göyçay çayının sağ və sol sahilləri 1025 – ci ildən XIV əsrədək Qəbələ mahalına tabe olduğu görünür. Xanlıqlar dövründə Göyçay artıq Şirvanşahların inzibati ərazisinə çevrilib. Bəzi tarixi mənbələrə görə rayon əhalisi, əsasən, XV əsrdə Türkiyədən köçmüş Qaraman bəylərbəyliyinin əhalisi hesabına formalaşmışdır. Göyçay inzibati ərazi vahidi olaraq birinci Rusiya işğalı dövründə (1801-1920) Bakı quberniyasının qərbində yerləşən, quberniya ərazisinin çox böyük hıssəsini əhatə edən və quberniyaya daxil edilən, iki məntəqə, 62 kənd icmasından ibarət olan qəza mərkəzi idi. XIX əsrin 50-ci illərində Şamaxıda baş verən zəlzələdən zərər çəkən əhalinin bir hissəsi Göyçayın ərazisinə köçmüş və bununla da yaşayış məntəqəsi genişlənməyə başlanmışdır. Çar hökumətinin Qafqazda apardığı inzibati islahatlar çərçivəsində 1867-ci ilin dekabr ayında Bakı quberniyasının tərkibində Göyçay qəzası yaradıldı. Qəza mərkəzi olan Göyçay yaşayış məntəqəsi isə 1916-cı ildən şəhər adlandırılmışdır. 1918-ci ildə burada türk və erməni qoşunları arasında Göyçay döyüşü baş vermişdir. Göyçay qəzası 1929-cu ildə ləğv edilmişdir. Azərbaycanın rayonlaşdırılması ilə əlaqədar 1930-cu il 8 avqustda Göyçay inzibati rayonu təşkil edilmişdir. Göyçay şəhərinin inkişafı da təxminən XX əsrin 30-cu illərindən başlamışdır. Azərbaycan Respublikasının ərazi bütövlüyü uğrunda gedən döyüşlərdə göyçaylıar yaxından iştirak etmişlər. Qarabağın Ermənistan silahlı birləşmələrindən azad olunması uğrunda döyüşlərdə göyçaylılar 163 şəhid vermiş, 44 nəfər itkin düşmüş, 106 nəfər əlil olmuşdur.
Yarımsəhra və quru çöl iqlimi şəraitində boz- çəmən, dağ boz-qəhvəyi, şabalıdı, açıq-şabalıdı v s. torpaqlar yayılmışdır. Bitki örtüyü, əasasən, efemerli-yovşanlı və yovşan-şoranotlu yarımsəhra, dağlıq-kserofit bitki qruplarından ibarətdir. Seyrək saqqızağac, ardıc meşələri, arid kolluqlar: nar, qaratikan, murdarça, yulğun vardır. Dağlıq və dağ ətəyi ərazilərdə təbii yolla bitən yemişan, əzgil, sumaq, cır nar, zoğal, kəklikotu üstündür. Rayonda vaxtilə təbii meşələr olmuşdur. Hazırda xeyli azalıb. Göyçayda bir çox subtropik və texniki bitkilər əkilir. Rayonun cənubunda pambıq, çəltik, üzüm bağları üstünlük təşkil edir, yeni meyvə bağları salınır. Göyçay rayonu özünün narı, heyvası, xurması, alçası, gilası, innabı ilə fərqlənir. Göyçayı təbii gözəlliyi ilə tanıdan onun xan çinarlarıdır. Heyvanlar aləmi bir o qədər də zəngin deyildir. Dağətəyi sahələrdə meşə dələsi, qaban, yenot, çaqqal, qırqovul, canavar, tülkü, dovşan, sərçə, qarğa, sağsağan, dağ göyərçini yayılmışdır. Dağ ətəyi yarımsəhralarda və düzənliklərdə qumsiçanı, kaftar, kəklik, bəzgəq, qaz, qamış pişiyi, qırqovul, turac, dovdağ, ördək, leylək, vağlar, gürzə, koramal, su ilanı, kərtənkələ və tısbağa yaşayır. Türyançay qoruğunun bir hissəsi Göyçay rayonunun ərazisində yerləşir.