湖沟镇地处固镇县西部边缘，东与本县杨庙镇接壤，南隔澥河同怀远县陈集乡、鲍集镇紧邻，西与宿州市埇桥区的永镇镇、蕲县镇交界，北同本县任桥镇毗连。镇人民政府驻地东距县城25千米。辖区东西最大距离26千米，南北最大距离15千米，总面积139.73平方千米。

湖沟镇地处淮北平原南部，地形平坦，地势西高东低。

湖沟镇属暖温带大陆性气候，其特点是气候温和，四季分明。年均日照时数2442.5小时，最高达2491.4小时，最低为2004.3小时。年平均气温14.7℃，极端最高气温40.2℃，极端最低气温-10℃，无霜期年平均218天，全年平均气温17.7℃，年平均降水量600毫米。

湖沟镇浍河自西向东由埇桥区蕲县镇的袁大桥村入境，贯穿全镇北部到五河县汇入淮河，境内河道长26.7千米。澥河位于湖沟镇南部边缘，是怀远县和湖沟镇分界河，从埇桥区永镇乡的沟口村马庄组流入。自西向东入流本县杨庙乡与新马桥镇的怀洪新河，境内河道长约10千米。

湖沟镇主要自然灾害有水灾、冰雹、旱灾、低温、霜冻、大风等。

2011年，湖沟镇有耕地面积10.9万亩。

2011年末，湖沟镇辖区总人口62652人，其中城镇常住人口3350人，城镇化率5.3%。另有流动人口21313人，总人口中，男性32603人，占52.0%；女性30049人，占48%；14岁以下8004人，占12.8%；15~64岁43869人，占70%；65岁以上10779人，占17.2%。2011年，人口出生率14.1‰，人口死亡率6.8‰，人口自然增长率7.3‰。人口密度为每平方千米464人。

截至2019年末，湖沟镇户籍人口67066人。

2011年，湖沟镇财政总收入2317万元，比上年增长83.3%。其中地税收入362万元，比上年增长4.9%从各主要税种看，完成营业税269万元，企业所得税44.2万元。人均财政收入370元。

2019年，湖沟镇有工业企业41个，其中规模以上2个，有营业面积超过50平方米以上的综合商店或超市100个。

2011年，湖沟镇农业总产值1亿元。粮食作物以小麦、玉米为主。2011年，生产粮食52200吨。主要经济作物为花生、棉花、蔬菜。2011年，花生种植面积3.5万亩，产量13700吨。

湖沟镇畜牧业以饲养生猪、羊、家禽为主。2011年，生猪饲养量96900头，年末存栏31300头；羊饲养量41200只，年末存栏25800只；家禽饲养量214万羽。

2011年，湖沟镇工业总产值达到2.3亿元，工业增加值占全镇地区生产总值的23%。

2011年，湖沟镇有工业企业47家，职工4100人，实现工业增加值9900万元，比上年增长75%。

2011年末，湖沟镇有商业网点450个，职工1920人。2011年，社会商品销售总额5000万元；乡镇集市贸易市场6个，年成交额11.5亿元；农副产品收购营销点10个，年成交额10.5亿元。

2011年末，湖沟镇金融机构各类存款余额2.5亿元。其中农村信用合作社存款余额1.5亿元；邮政储蓄所各类存款总额1926万元。

2011年末，湖沟镇有幼儿园13所，在园幼儿1310人，专任教师20人；小学32所，在校生3268人，专任教师235人；初中2所，高中1所，初高中在校生3501人，专任教师243人。

2011年末，湖沟镇有文化站1个，文化活动中心28个，老年活动中心3个；各类图书室28个，藏书5万多册；电影放映队2个，年放映量200场次，观众达20万人次；音乐、美术、书法、摄影及文学业余创作队伍达80人。

2011年末，湖沟镇有各级各类医疗卫生机构26个，其中村级合作医疗室24个；病床146张。专业卫生人员134人。

2011年，湖沟镇新型农村合作医疗参合率100%。

2011年末，湖沟镇有体育场地3处，85%的村安装了体育器材，经常参加体育活动的人员占常住人口的23%。

2011年末，湖沟镇有邮政网点2个，征订报刊、期刊50万份（册）。电信企业3家，服务网点22个，固定电话用户5298户；移动电话用户18000户，宽带接入用户876户。

2011年末，湖沟镇镇区有自来水厂1座，深水井1眼，日供应生活、工业用水500吨，铺设排水管道5500米。

2011年末，湖沟镇镇区有花坛100个，绿化面积1.8万平方米，街道路灯60盏。

2011年，湖沟镇境内有公路013、022、010条县道二横一纵与101省道和206国道公路交合。东距京沪高铁20千米，西距合徐高速公路10千米。

湖沟镇因镇人民政府驻湖沟集得名。

2010年，湖沟镇有被定为市级扩权强镇试点镇。

2020年6月30日，湖沟镇有入选安徽省省级乡村治理试点示范乡镇名单。