Hittills i år har närmare 600 000 migranter kommit till EU sjövägen, och många av dem reser från Turkiet till Grekland innan de försöker bege sig norrut.
Turkiet ställde ett antal krav i utbyte mot att bidra till att hejda flödet.
Vid en presskonferens i Bryssel sade Donald Tusk, ordförande för Europeiska rådet, att han kände sig "försiktig optimism" inför avtalet.
Under tiden rapporterade Agence France-Presse att en afghansk man sköts till döds när han försökte komma in i Bulgarien från Turkiet sent på torsdagen.
Han var en del av en "stor grupp" invandrare som försökte komma in i Bulgarien, rapporterade AFP, citerar inrikesdepartementet.
Vid toppmötet i Bryssel enades EU:s tjänstemän om att
Turkiet hade också bett om 3 miljarder â ¬ (2,2 miljarder pund, 3,4 miljarder dollar) i bistånd, något som den tyske förbundskanslern Angela Merkel sade att EU-staterna övervägde.
Jean-Claude Juncker, Europeiska kommissionens ordförande, sade att samtalen om det belopp som skall ges till Ankara skulle fortsätta med turkiska tjänstemän under de kommande dagarna.
Merkel reser till Turkiet i helgen.
"Det finns fortfarande en enorm mängd att göra", sade Angela Merkel. "Men du kan inte säga att vi inte har uppnått något."
EU:s källor hade sagt att flera länder var försiktiga med att skynda in i ett avtal med Turkiet för snabbt.
Bland dem fanns Grekland, Cypern och Frankrike.
BBC Europe korrespondent Chris Morris säger att de flesta EU-ledare är övertygade om att insatserna för att begränsa migrationskrisen inte kommer att lyckas utan ett närmare samarbete med den turkiska regeringen.
BBC:s Matthew Price sänder sociala medier från Calais om migrationskrisen i EU. Du kan följa hans rapporter här.
Europas drag: Fem invandrarhistorier
Merkel under press: Kanslerns invandrarpolitik kritiseras hemma
Fokus på Turkiet: Varför EU betraktar Syriens norra granne som nyckeln
Kris i grafik: Migrationsnummer förklarade
Tidigare på torsdag sade Angela Merkel att alla EU-länder måste vara beredda att skicka säkerhetspersonal till blockets yttre gränser.
Hon sade att det skulle vara orättvist att be EU-länderna att se majoriteten av de första inresorna för att säkra gränserna också.
"Det är ganska uppenbart att bara ett fåtal länder idag tar majoriteten av flyktingarna och om dessa länder nu uppmanas att säkra de yttre gränserna utöver detta, jag tror inte att det skulle vara vad vi skulle kunna kalla en rättvis fördelning av ansträngningar", sade Angela Merkel.
Hon beskrev den nuvarande situationen som "mycket oordentlig".
Andra utvecklingstendenser:
I enlighet med artikel 593,432 i förordning (EU) nr 1307/2013 ska medlemsstaterna se till att följande villkor är uppfyllda:
Invandrarna har anlänt sjövägen 2015, säger IOM
Denna förordning träder i kraft den tjugonde dagen efter det att den har offentliggjorts i Europeiska unionens officiella tidning.
Invandrarna har dött när de försökt ta sig över Medelhavet.
76 % anlände till Grekland via den östra rutten
70,1 % av de som kom till Grekland kom från Syrien
10,043 migranter som anlände till Italien var ensamkommande barn
710 000 migranter har passerat EU:s gränser i år, enligt Frontex siffror
Turkiet är värd för omkring två miljoner migranter, varav de flesta flyr från kriget i grannlandet Syrien.
Turkiet har också efterlyst inrättandet av en internationell "säker zon" för flyktingar i norra Syrien - men Tusk sade att Rysslands engagemang i Syrien gjorde idén svårare.
Även i Bryssel sade den brittiske premiärministern David Cameron att han skulle lägga fram fyra huvudkrav på förändring i EU i november. Den kommer före en utlovad folkomröstning om Storbritanniens medlemskap i EU 2017.
Thomas Tusk välkomnade David Camerons tillkännagivande och tillade att de "riktiga förhandlingarna" skulle kunna inledas efter början av november.
EU-länderna har kommit fram till en handlingsplan för Turkiet som man hoppas kommer att underlätta flödet av migranter till Europa.