湖屯镇位于肥城市西北部，地理坐标东经116°35′～116°40′，北纬36°10′～36°18′。北与长清区依山相连，西与平阴县、石横镇接壤，南隔康王河与桃园镇相望，东与王瓜店镇为邻。南北长14.7公里，东西宽7公里，总面积86平方公里，占全市总面积的6.68%。全镇共有48个行政村（街），44个自然村。截止2007年底，共有居民8.25万人，2.52万户，占全市总人口的8.1%，非农业人口4.6万，有1.22万户。人口密度每平方公里977人。2003～2007年，人口年均自然增长率6.37‰。
湖屯地势北高南低，平均海拔78米。北部是山区丘陵，总面积7.5平方公里，系泰山山脉，其中陶山主峰海拔502.2米。从东到西依次为小泰山、陶山、牧牛山。山体地质构造复杂，断层非常发育，天然形成的陶山72洞闻名遐迩。中部是涝洼，南部是康王河冲积平原。平原面积76.94平方公里。境内主要有康王河、汇河、响水河、西幽寺河、大金河5条河流。北部还有“1030”引黄灌渠，谓“二级干渠”。设三级扬水站。三级灌渠经牧牛山、陶山入王瓜店境内。由于水源丰富，农作物生长茂盛。境内主要生产小麦、玉米、谷子、高粱、地瓜、大豆、花生、芝麻、油菜、棉花、肥桃、苹果、核桃、山楂、杏等。另外，境内矿藏储量丰富，其中有烟煤总储量2.9亿吨，石灰石总储量2.3亿吨，陶山以东、小泰山之阳，棕红色的花岗岩储量大、石质优。
湖屯属于暖温带半湿润季风气候区，四季分明。春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪。年光照时数为2634小时，年平均气温13℃，最高气温37℃，最低气温－20℃，年降雨量500～600毫米。
湖屯境内交通四通八达，主要干道形成“三纵四横”的框架，并且村村都有公路连接。另外，湖屯火车站为泰肥铁路终点站，境内全长7.5公里。还有陶阳煤矿、白庄煤矿、国庄煤矿的铁道专线20公里。