头寨子镇位于会宁县西北部（过去通称关川），东靠汉家岔、河畔镇，南接定西县石硖湾、白碌乡，西与榆中县的贡井、中连川乡接壤，北与新庄、郭城驿镇毗邻。南北长约40公里，东西宽约30公里，全镇总流域面积473.8平方公里，是会宁县地域面积最大的乡镇。  

   头寨镇是集黄灌区、苦水灌区、旱山塬区一体的农业大镇，农作物、经济作物种类繁多，砂地西瓜、香水梨、洋芋为最优。镇内文物古迹十分丰富，位于香林村的省级森林公园铁木山风景优美、人文景观丰富，享有“旱塬秀峰”的美誉；位于马家堡村的“马明心教堂”，又称“关川教堂”，曾是我国伊斯兰哲赫忍耶派创始人马明心传教诵经的地方，被列为会宁县新八景之一；位于牛门洞村的新石器遗址被列为省级文物保护单位。
   头寨子镇可分为川区、山区两个类型，地势大致由西南向东北倾斜，山脉呈西南－东北走向。境内有铁木山，为全县最高峰。关川河自西南向东北贯穿全镇，在郭城镇境内流入祖厉河。河床两岸地势平坦，土地肥沃，旧有"米粮川"之称。气候属于典型的半干旱季风性气候，年平均气温8.5℃，年平均降雨量300mm左右，全年无霜期约165天，山区与川区气候差异较大。干旱少雨，自然灾害频繁，尤以干旱最为突出，给农业生产造成严重威胁。
全镇现有耕地面积10.608万亩，其中山地6.4433万亩、占耕地面积的60.7%，川地3.538万亩、占耕地面积的33.3%，塬地0.6267万亩、占耕地面积的6%。农业人口人均占有耕地3.55亩。全镇水浇地29021亩，其中靖会灌区18268亩（保灌面积8310亩），苦水（关川渠）灌区面积10753亩，全镇三田面积累计达到79480亩，其中梯田42972亩，条田16308亩，砂田20200亩。
   头寨子镇牛门洞村的大西湾、庆条湾、清明湾、中湾顶、华阴阳山等地山梁，为古代墓葬区，1971年以来，当地农民在整修梯田的过程中，发现和出土了大量的"甘肃仰韶文化"半山类型的彩陶壶、瓷、罐、钵、盆，"齐家文化"的细颈侈、蓝纹红陶罐、高领蓝纹双耳罐、高领蓝纹瓶、庆陶盆、红陶鬲，同时出土了许多磨制石器。该遗址是新石器时代墓葬区，距今已经有4000年以上的历史，为研究我国古代黄河上游的文化提供了科学资料，被国务院列为国家级文物保护单位。
   在马家堡村，有两座东西相距3.5公里的古城，现在民间将其分别称为新城、老城，它就是历史上的乌兰县古城，城址遗迹至今犹存。此外，马家堡还有伊斯兰教哲赫忍耶派马明心的道堂窑。公元18世纪40年代哲赫忍耶教派创始人马明心从榆中马坡迁居关川马家堡，从此，马家堡就成为中国伊斯兰教哲赫忍耶门宦传教的基地。
   头寨子镇境内的铁木山，巍立于群山之中，有"旱塬秀峰"之美称。相传铁木耳将军战死于此山，故而得名铁木山，铁木山又叫"香林山"，山上有香林寺，元大德四年开山修建，明洪武19年丙寅重建，嘉靖二十七年又重建。山高为群峰之冠，清秀乃数县之尊。山顶上每晨有云雾缭绕，众称之"香林山戴帽"，香林山之名则因满山林木草药清香四溢而得。每年农历六月十七日铁木山庙会之际，这里人山人海，万商云集。被列为县级文物保护单位。而今，海拔2300多米，成林面积已达2万多亩的铁木山正以崭新的面貌和姿态笑迎天下来客，慕名而来的八方游客将在此一览旱塬秀峰的独特风光。