二份子乡在武川县西北部，北与达茂旗交接，西与固阳县相接，东、南分别与本县西乌兰不浪镇、哈拉合少乡近邻。全乡地形呈西高东低、南山北川形状，为763平方公里。境内由山地、丘陵和相间穿插的河谷盆地构成，丘陵、山地占一半以上，平均海拔1700米。气候属干旱、半干旱草原气候，寒冷温差大，干燥多风。