毛井鎮位于環縣北部，總土地面積94.85萬畝，耕地面積7.91萬畝，平均海拔1758米，年平均降雨量370毫米，年平均氣溫6.8℃，全年無霜期120天。毛井鎮位于環縣西北部，距縣城76公里，距慶陽市所在地西峰區229公里，西北與寧夏固原市原州區馬渠鄉、同心縣張家塬鄉接壤，南臨車道鄉、蘆家灣鄉，東靠小南溝鄉，環固公路穿境而過。轄13個村，75個村民小組。