Comuna Dămuc este situată în partea central estică a ţării, fiind încadrată de coordonatele geografice de 45 grade 50 minute 27 secunde şi 46 grade 40 minute 12 secunde, latitudine nordică şi 25 grade 51 minute 56 secunde şi 26 grade 51 minute 56 secunde, longitudine estică.
Comuna Dămuc este situată din punct de vedere geografic în bazinul râului Dămuc, în partea central - estică a ţării, la 440 km distanţă de paralela oraşului Zimnicea şi la 380 km de meridianul Sulinei.
Teritoriul administrativ al comunei Dămuc se află pe malul drept al Pârâului Asau, în zona centrală a Carpaţilor Orientali.Altitudinea maximă este de 1792,81 m, iar cea minimă de 650 m pe valea pârâului Dămuc.
Satele din componenţa sa sînt în cea mai mare parte frământate în lungul râului Dămuc, a pârâului Asau şi pârâului Bicajel (sat Trei Fântâni).
Din punct de vedere geotehnic, localităţile componente ale comunei sunt amplasate pe un teren cu soluri aluvionare, cernoziomuri, argile, precum şi zone calcaroase. În majoritate predomină la adâncimi de 0,80 - 2,00 m, straturi alternative de balasturi necoezive şi nisipuri argiloase.
Comuna se află la o depărtare de 25 km de oraşul Bicaz şi de 50 km de centrul judeţului Neamţ. Comuna Dămuc este străbătută de la nord la sud de DJ 127 A, desprins din localitatea Bicaz - Chei din DN 12 (C) Bicaz - Gheorghieni, drum care trece prin Cheile-Bicazulul, aflate la doar câţiva km de comuna Dămuc. Tot la câţiva paşi de comună se află şi lacul natural de acumulare "Lacu Roşu" la o distanţă de doar 11 km.