牙屯堡镇在通道侗族自治县西部，东靠双江镇，西接大高坪苗族乡，北临地阳坪、菁芜洲镇。境内山峰连绵，海拔800米以上的山峰有3座，最高峰冷水坡海拔925米。牙屯堡河贯穿全境流程约15公里。枝柳铁路贯穿境内长11公里，设牙屯堡火车站。该镇以境内驻地牙屯堡村得名。