大红沟乡处于石羊河流域黄河水系，位于甘肃省武威市天祝藏族自治县县城西北部磨脐山东麓，东北靠凉州区，西北接毛藏乡，南邻哈溪镇，乡人民政府驻大红沟，坐落在海拔2450米至4146米的位置，年均气温4.7℃，年降水量280mm左右，相对无霜期120天。距县城华藏寺136公里，距武威市区75公里。气候干旱，地表植被覆盖稀疏，水土流失严重，生态环境脆弱，自然灾害频繁，基础设施滞后，有较为丰富的煤炭、金等矿产资源。