大北沟镇行政隶属内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县，位于县城西南部。地处于锡林郭勒草原牧区向内地农业区过渡地带，是典型的农牧混合型地域，水草丰美。是多伦草原旅游、锡林郭勒草原旅游、内蒙古草原旅游、内蒙草原旅游的重要节点。大北沟镇总面积979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，东与西干沟镇、丰宁草原乡交界。地区海拔1400—1600米，属浅丘陵地带。
大北沟镇辖十七号村、十五号、九号、南山根、白音坤兑、蒙古营、大北沟、西山根、花塘沟、五号、白石头沟、白沙梁、北石门、学田地村、黑山头村等28个行政村、两个社区、168个村民小组。
位于多伦县西南45公里处，锡林郭勒草原进京大通道G239边，区位优势明显。2017年确定镇域旅游5个示范点，即十五号蔬菜交易观光、十七号村十八号水库乡村休闲旅游、五号草原云天胜境农家乐、北石门特色养殖观赏园、花塘沟水库垂钓休闲。
大北沟镇交通便利，东距G239国道8公里，可方便去往北京、锡林浩特、多伦等地。X510县道横贯东西，东接G239，西达太仆寺旗。
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