Согласно толковому словарю японского языка «Кодзиэн» (средний толковый словарь, 6-е издание 2018 года включает 240 000 слов):
どちら выражает «неопределённое место, лицо, обстоятельство, вещь»;
どこ выражает «место, местонахождение, позицию, расположение».
В выражениях 「…どちら です か」 и 「…どこ です か」оба слова используются как вопросительные для уточнения расположения, например:
お手洗いは どちら です か。 （おてあらいは どちら です か） Где находится туалет? 駅は どこ です か。 （えきは どこ です か） Где находится станция?
Но どこ не может выражать что-то кроме места (позиции, положения), а どちら используется как вопросительное слово для замены других неопределённых объектов. В этих случаях оно может означать вопрос «который?».
どちらが いい？
Который лучше?
(из перечисленных ранее предметов)
Сами японцы обычно объясняют, что при использовании どちら и どこ в смысле местоположения どちら — более вежливое вопросительное слово. Его можно услышать в более формальных ситуациях, от пожилых людей или женщин. どこ подходит для менее формального разговора, в общении с друзьями, а также чаще может звучать в языке мужчин.