大河沿子镇在准格尔盆地西南边缘，天山支脉婆罗科努山北麓，精河县城西部，312国道以北，南至科古尔琴山与伊犁地区的伊宁县、尼勒克县相邻，北隔博尔塔拉河与博乐市相望，东与新疆生产建设兵团农五师83团近邻，西接博乐市，西北接阿合奇农场，为1435.45平方公里是博尔塔拉蒙古自治州最大的镇。镇政府驻大河沿子，东离精河县城53公里，南离乌一伊公路8公里;地跨。镇名源于大河沿子河，河两岸植被葱郁，水草丰茂。属于温带大陆性气候。