孙祖镇位于孟良崮山脚下，镇驻地孙祖村距县城12公里。东与张庄镇交界，西与岸堤镇为邻，北与依汶镇相连，南与双堠镇接壤，葛岸路横贯东西。镇驻地距京沪高速公路出口10公里、日东高速公路5公里。总面积153.7平方公里，其中耕地面积4.5万亩。

辖36个行政村，4.2万人。南西北三面环山，孙祖河横贯全境，向东注入汶河。全镇林木覆盖率36%。境内优质石英砂储量超过1亿吨，居全省第一位。