大孤山镇位于伊通满族自治县西南17公里处，幅员面积214.12平方公里，地理位置在东京124°49′，北纬43°34′，海拔高度184米，气候为温带大陆性季风气候，四季分明，年平均气温5.1℃，多年平均降水量为630mm，无霜期为135天到140天左右。
大孤山镇下辖17个行政村，1个街道办事处，1个直属社，84个自然屯，126个村民自治小组，全镇9063户，42284口人。
大孤山镇境内自然资源比较丰富。全镇地处松辽平原中南部农业区，土质肥沃，土地资源丰富，现有耕地8880公顷，是国家首批确定的大型商品粮示范基地，境内有孤山河、新开河等大小河流4条，总水域面积730公顷，有欢欣岭水库1座，总库容量可达1800万立方米。全镇有林地面积4063公顷，荒山荒坡4840公顷，荒滩荒沟440公顷，水库、塘坝307公顷，镇内野生植物41科，300多种，其中药用植物上百种，工业原料类36种，全镇已探明矿藏有煤、大理石、天然气、麦饭石、玄武岩、硅灰石、石灰石、纯净矿泉水等。其中麦饭石，天然气储量丰富。.