毛甸子镇位于宽甸西南部,东与永甸镇为邻,南与杨木川镇接壤,西与凤城市交界,北与青椅山镇毗邻。镇政府驻地毛甸子村,距宽甸县城23公里,距丹东市区70公里。全镇下辖10村,110个村民小组。人口15535余人,有满、汉、朝鲜、蒙古、回、锡伯等六个民族。少数民族占总人口71%。201国道(鹤大线)从镇政府所在地穿越,主干乡路永边线东接永甸镇,西连凤城市石城子镇。丹通高速公路在毛甸子镇政府所在地有出口。
毛甸子镇西有高峰锅头裕,海拔1016.6米,山势在毛甸子境内由西北向东南延伸,其支脉构成全镇丘陵地貌,毛甸子河与二道沟河自西北向东南贯穿全境,砬子沟山至双岭子将两河分开。全镇山岭多以陇岗和圆丘俯卧交错,平均地势海拔在200米至500米之间,甸原谷地以毛甸子最大,肖家堡、宝石、寺院沟、黑老婆石等为平坦的河滩谷地。蒲石河从镇东界流过,毛甸子镇境内河流均注入此河。全镇总面积319.8平方公里,有耕地4万余亩,有林地面积40 万亩。
毛甸子镇地处中纬度欧亚大陆东岸湿润气候带东亚季风区,具有雨量充沛,暴雨频繁,四季分明,冬季漫长,冬有严寒,夏无酷暑,南北高低气候差异大,立体气候带明显等特点。年平均气温11.3℃,历年极端最高气温34.7℃,极端最低气温-38.5℃。全镇位于东北暴雨中心地带,年降水量平均在1000-1200毫米之间,最多年份降水1815毫米,最少年份降水659.6毫米,日降水量达到中雨以上的天数年均46天,每年的6-8月降水量占全年总量的三分之二,最大积雪深达41厘米,最大冻土深度1.1米。全年太阳总辐射量为127.7千卡每平方厘米,年平均日照2470.3小时,农作物生长季为1318小时,平均无霜期129天。年平均风速1.6米每秒,空气常年保持湿润,平均相对湿度70%。