白音沟乡位于左旗东南部，地理位置在东经119°27′—119°44′北纬43°52′—44°06′之间，东西宽22公里，南北长23公里，平均海拔770米，总面积46.1万亩(308平方公里)，东邻阿鲁科尔沁旗先锋乡，北与花加拉嘎、林东镇交界，西部和南部与白音敖包乡、隆昌镇接壤，乌尔吉沐沦河横贯白音沟西南部，集通铁路，赤峰303公路也从南部通过。