Zasięgiem terytorialnym obejmuje północno-wschodnią część województwa małopolskiego oraz część województwa podkarpackiego. Administracyjnie zasięgiem swym obejmuje 6 powiatów (tarnowski, dąbrowski, bocheński, brzeski, dębicki, mielecki) i 21 gmin (Lisia Góra, Radłów, Wierzchosławice, Wietrzychowice, Wojnicz, Bolesław, Dąbrowa Tarnowska m., Dąbrowa Tarnowska, Mędrzechów, Olesno, Radgoszcz, Szczucin, Rzezawa, Borzęcin, Brzesko, Dębno, Szczurowa, Czarna, Radomyśl Wielkim, Radomyśl Wielki, Wadowice Górne).
Nadleśnictwo Dąbrowa Tarnowska sprawuje zarząd nad powierzchnią 14 852,49 ha, lasów będących własnością Skarbu Państwa. Nadleśnictwo nie prowadzi nadzoru nad lasami prywatnymi.
Terytorialnie Nadleśnictwo Dąbrowa Tarnowska  podlega Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych w Krakowie.
Z Nadleśnictwem sąsiadują:
- od północnego- zachodu - Nadleśnictwo Pińczów (RDLP Radom),
- od północy – Nadleśnictwa Chmielnik i Staszów (RDLP Radom),
- od wschodu - Nadleśnictwo Tuszyma (RDLP Krosno),
- od południowego – wschodu  Nadleśnictwo Dębica (RDLP Kraków),
- od południa -  Nadleśnictwo Gromnik i Brzesko (RDLP Kraków),
- od  zachodu Nadleśnictwo Niepołomice (RDLP Kraków).

Cała powierzchnia Nadleśnictwa położona jest w VI Małopolskiej Krainie Przyrodniczo – Leśnej, dzielnicy 10 – Niziny Sandomierskiej, mezoregionie a - Niziny Nadwiślańskiej (oddz. 1-63, 210, 246-263) oraz dzielnicy 11 – Wysoczyzn Sandomierskich, mezoregionie a – Bocheńsko – Tarnowskim (oddz.64-209, 211-245,264-592).

Obszar działania Nadleśnictwa obejmuje swym zasięgiem tereny równinne o niewielkich sfałdowaniach i zagłębieniach, położone na wysokości od 158 do 250 m npm.

Warunki klimatyczne odznaczają się umiarkowanie chłodnymi zimami, ciepłymi wiosnami, umiarkowanie ciepłymi latami i chłodnymi jesieniami oraz wysoką amplitudą temperatur. Średnia roczna temperatura wynosi 7,8 ⁰C, średnie opady 653 mm. Do czynników klimatycznych które niekorzystnie wpływają na efekty gospodarki leśnej należą; spóźnione przymrozki wiosenne, silne huraganowe wiatry powodujące często duże straty w drzewostanach, długotrwałe obfite opady deszczu powodujące wezbrania wód i okresowe zalewanie i podtapianie drzewostanów, obfite opady śniegu powodujące szkody od okiści i szadzi.

Na terenie Nadleśnictwa przeważają typy gleb bielicowych, rdzawych, opadowo- glejowych i gruntowo-glejowych.

Cały obszar Nadleśnictwa należy do zlewni rzeki Wisły, do której odprowadzają przepływające przez jego teren rzeki Breń, Gróbka, Dunajec, Kisielina i i Uszwica.