Der „Dankmarshäuser Rhäden“ liegt in dem Berkaer Becken im Naturraum des Salzunger Werraberglands. Von der Werra wird die Senke durch eine, ein bis zwei Kilometer breite Bodenschwelle getrennt. Administrativ gehört die Fläche zu der Gemarkung von Dankmarshausen, einem Ortsteil der Stadt Werra-Suhl-Tal im westthüringischen Wartburgkreis.

Das auf einer Höhe zwischen 216 m und 230 m liegende Gebiet wird von der Suhl, die hier in ihrem Unterlauf auch „Rhedengraben“ genannt wird, durchflossen. Der kleine Bach, der im Laufe der historischen Entwicklung mehrfach umgelegt und begradigt wurde, ist der Hauptzufluss der Weihe, die als linker Zufluss bei Untersuhl in die Werra mündet.

Der geschützte Bereich erstreckt sich mit einem wechselnd breiten, rund zweieinhalb Kilometer langen Streifen entlang der Landesgrenze zu Hessen. Er nimmt den südlichen Rand des großen Feuchtbiotops ein, dessen Zentrum auf der hessischen Seite liegt. Das unmittelbar angrenzende Naturschutzgebiet „Rhäden bei Obersuhl und Bosserode“ befindet sich in den Gemarkungen Obersuhl und Bosserode der Gemeinde Wildeck im nordosthessischen Landkreis Hersfeld-Rotenburg.