大北沟镇位于多伦县西南45公里处，全镇总面积440.56平方公里。西与正蓝旗上都河苏木、黑城子牧场接壤，南同河北沽源县、丰宁县毗邻，东与淖尔镇、丰宁草原乡交界。海拔1400—1600米，属浅丘陵地带，年日照为2900—3000小时，平均气温0.8—1.5℃，有效积温1900--2100℃，年降水量385毫米左右，平均风速4.5—5.1米/秒，年平均湿度为60%--64%，年无霜期为95—110天。全镇辖14个行政村、两个社区。9360人（2017），农业户6982户，农业人口30450人。