沙海镇地处建平县西南部，东与青峰山镇接壤，南邻红山街道，西南与凌源市万元店镇相邻，西与内蒙古自治区宁城县交界，北、西北与三家蒙古族乡相连，北与小塘镇连接，区域面积277.39平方千米。

沙海镇地处建平县叶柏寿西北部，地势东高西低，境内最高点歪脖子山位于马杖子村，海拔850.3米。

沙海镇属温带大陆性季风气候，气候特征为冬长、秋短，四季分明，光能资源丰富，灾害性天气较多。极端最低气温-35℃，极端最高气温41℃，年平均气温8.3℃，年平均最高气温12.7℃，平均最低气温2.2℃，无霜期年平均为189天，年平均降水量为474毫米，汛期年均降水量375毫米，年均最大冻土深127厘米。

沙海镇境内最大河流沙海河发源于沙海镇四龙沟村，经沙海，新店、南洼、杜镇4个村进入宁城县天义镇，注入老哈河，境内河长24.8千米，流域面积10.7平方千米，河道平均比降4.1‰，枯水季节，新店村新胜以南有明水，下游河床干涸。

沙海镇境内自然灾害主要有旱灾、雹灾、洪涝灾害、风灾、虫灾、霜冻等。1958年，伏旱100天（9月初降透雨），玉米叶子全干，大豆落叶，受灾面积占播种面积的72.9%。沙海境内冰雹多发生在5~7月，占全年降雹日的79%，最早出现在4月，最晚出现在10月末。1953年6月，全镇农田遭雹灾。1967年6月16日、17日，白家洼、沙海农田受灾，水冲压耕地11332亩，毁地基1227亩，倒塌房屋10间，死伤各1人。1955年8月，沙海遭虫灾严重，洼地更为严重，谷子基本被吃光。

沙海镇境内已探明地下矿藏有膨润土，被誉为“中国膨润土之乡”，膨润土储量超过1亿吨，还有氟石、陶土、铁矿石、金矿等矿藏资源。有农业耕地面积15.3万亩；可利用草地面积6.8万亩，林地面积14万亩。

2011年末，沙海镇辖区总人口30885人，其中城镇常住人口2032人，城镇化率6.6%。另有流动人口448人，总人口中，男性16175人，占52.4%；女性14710人，占47.6%；14岁以下4381人，占14.2%；15~64岁23863人，占77.3%； 65岁以上2641人，占8.5%。总人口中，以汉族为主，达29885人，占96.8%；有蒙古、回族、满族3个少数民族，共1000人，占3.2%。超过100人的少数民族有蒙古族1个民族，达870人，占少数民族人口的87%。2011年，人口出生率8.4‰，人口死亡率6.6‰，人口自然增长率为1.8‰。

2017年，沙海镇常住人口29267人。

截至2018年，沙海镇户籍人口29255人。

2011年，沙海镇财政总收入1.03亿元。其中地方财政收入3787万元。从各主要税种看，完成营业税352万元，增值税199万元，企业所得税820万元，个人所得税140万元，分别比上年增长75.3%、34.5%、37.5%、35.2%。农民人均纯收入7965元。

2011年，沙海镇农业总产值4.1亿元，比上年增长54%。粮食作物以玉米、高粱、谷子为主。2011年，生产粮食77936吨。主要经济作物为蔬菜。2011年，蔬菜种植面积4008亩，产量15844吨，主要品种有青椒、茄子、黄瓜等。

沙海镇畜牧业以饲养生猪、羊、牛、家禽为主。2011年，生猪饲养量96314头，年末存栏30177头；羊饲养量14.7万只，年末存栏40659只；牛饲养量20516头，年末存栏12546头；家禽饲养量49.1万羽，年末存栏31.9万只。2011年，生产肉类8763吨，其中猪肉5622吨，牛肉1196吨，羊肉1324吨；禽蛋3616吨，鲜奶32436吨；畜牧业总产值16341万元。

截至2011年，沙海镇累计造林3万亩，其中防护林2.5万亩，经济林5000亩，林木覆盖率44%，活立木蓄积量8.75万立方米。2011年，大型农业机械13台（辆）。

沙海镇工业是重要的工业生产基地，形成以膨润土加工生产为主的工业生产体系。2011年，工业总产值达到13亿元，比上年增长34%。

2011年，沙海镇有规模以上工业企业12家，职工1900人，实现工业增加值4亿元，比上年增长34%。销售收入达到亿元以上的企业2家。

2018年，沙海镇有工业企业51个，其中规模以上8个。

2011年末，沙海镇有商业网点79个，从业人员2146人；社会商品销售总额达2600万元，比上年增长12%；城乡集市贸易成交额1000万元，比上年增长12%。

2018年，沙海镇有营业面积超过50平方米以上的综合商店或超市39个。

2011年末，沙海镇金融机构各类存款余额18573万元；人均储蓄6000元。

1996年10年，开通建平县沙海有线广播站，1992年10月，开通调频转播台。1994年，建沙海电视站，发射塔高50米，覆盖半径50千米，1996年10月，开通有线电视。2011年末，有线电视用户2100户，电视综合覆盖率100%。

2011年末，沙海镇有文化站1个，建筑面积380平方米；图书室1个，建筑面积30平方米，藏书4500册。地方特色民间艺术有唢呐、剪纸、书法、绘画等。

2011年末，沙海镇有1个村安装了健身器材，经常参加体育活动的人员占常住人口的51%。

2011年末，沙海镇有幼儿园1所，在园幼儿28人，专任教师3人；小学4所，在校生1600人，专任教师343人，小学适龄儿童入学率100%；初中1所，在校生2700人，专任教师184人，初中适龄人口入学率98.5%，小升初升学率、九年义务教育覆盖率均达100%。

2011年，沙海镇教育经费达174.77万元。

2011年末，沙海镇有乡镇医院1所；病床15张，固定资产总值67万元。专业卫生人员17人，其中执业医师7人，执业助理医师2人，注册护士5人。2011年，医疗机构完成诊疗1万人次，住院手术300台次，出院病人300人次。

2011年，沙海镇法定报告传染病发病率为300/10万，农村安全饮用水普及率49%，新型农村合作医疗参合人数26678人，参合率93%。

2011年，沙海镇有城镇最低生活保障户数35户，人数51人，支出14万元，比上年增长10%；城市医疗救助6人次。农村最低生活保障户数509户，人数1044人，支出154万元，比上年增长10%；农村五保集中供养21人，支出7.5万元，比上年增长1%；农村五保分散供养84人，支出16.3万元，比上年增长3%；农村医疗救助34人次，民政部门资助参加合作医疗1032人次，共支出3.1万元，比上年增长10%；农村临时救济150人次，支出1.5万元，比上年增长15%。

2011年，沙海镇国家抚恤、补助各类优抚对象60人，抚恤事业费支出28万元，比上年增长5%。新增就业人员150人，有50名下岗失业人员实现了再就业，就业困难人员再就业8人，年末登记失业人数为4人，城镇登记失业率为3%。

沙海镇已经形成由铁路、公路2种运输方式构成的交通运输网络。2011年，客运总量10万人次。

沙海镇境内有铁路喀赤高速铁路，叶赤铁路过境，境内长17千米，设有沙海站，南洼乘降所等站点。境内有县级路18.5千米，镇级路56.4千米，总长74.9千米。