大红沟乡处于石羊河流域黄河水系，在甘肃省武威市天祝藏族自治县县城西北部磨脐山东麓，东北接凉州区，西北接毛藏乡，南接哈溪镇，乡人民政府驻大红沟，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。离县城华藏寺136公里，离武威市区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。