大柳塔位于陕蒙交界，是陕西省的北大门，总面积508平方公里，辖7个社区、14个行政村，城区建成区面积10.5平方公里，总人口11.4万人。大柳塔北与内蒙古伊金霍洛旗乌兰木伦镇、纳林陶亥镇接壤，东与府谷县大昌汗镇隔㹀牛川相望，西南与神木市店塔、孙家岔、中鸡等镇相连，北距鄂尔多斯机场只需30分钟车程，距鄂尔多斯火车站35分钟车程。

境内地势西北高、东南低，海拔738m—1448m，属黄土高原地区向鄂尔多斯高原风沙区过渡地带，镇内沙丘沙地广布，植被稀疏，属典型干旱草原景观。地貌为两川（乌兰木伦与㹀牛川）夹一梁的南北狭长地带。气候属半干旱大陆性季风气候。年平均降水量405.6 mm左右，无霜期130天，年均气温8.7℃，年平均日照2753小时，极端最高气温41.2℃，极端最低气温-29℃，冬春季多风沙天气。

大柳塔境内已探明煤炭储量约65亿吨，是神府-东胜煤田的核心区域，也是央企神东煤炭集团公司总部驻地。目前有煤矿18处，非煤矿山等厂矿企业400余户，个体工商户5000多户。已建成何家塔、乌兰色太、贾家畔等三个工业集中区。2019年大柳塔试验区实现地区生产总值488.9亿元，同比增长9.8%；累计完成固定资产投资39.4亿元，居民人均可支配收入达到32920元，增长9.1%；招商引资实际到位资金18.45亿元。

国家发改委《西部大开发“十三五”规划》中，明确西部地区将打造百座特色小城镇，大柳塔作为能矿资源型特色镇位列其中。2015年7月，大柳塔被确立为全省首批四个镇级小城市综合改革试验区之一。2016年9月27日，试验区正式挂牌运行。2018年2月5日，国家发改委《呼包鄂榆城市群发展规划》中，支持内蒙古乌兰木伦镇与陕西大柳塔镇共建蒙陕合作试验区，探索建立利益共享、责任共担的合作新机制。2019年4月9日，中共神木市委机构编制委员会出台了《关于大柳塔镇级小城市综合改革试验区机构调整的通知》。