Dans le parc naturel régional de l'Avesnois, connu pour ses prairies et son bocage, Dimechaux est une commune du sud-est du département du Nord, en région Hauts-de-France, rattachée historiquement au Hainaut. Ses paysages rappellent la Thiérache. Elle se trouve à 16 km de Maubeuge et de Fourmies, à 14 km d'Avesnes-sur-Helpe, et la frontière belge n'est qu'à 10 km. Le village est bordé par Wattignies-la-Victoire, Dimont, Damousies, Solrinnes et Lez-Fontaine. La commune est drainée par la Solre, rivière de 22 km qui naît à Solre-le-Château et rejoint la Sambre canalisée à Rousies, et dont une station hydrologique est installée sur son territoire, ainsi que par le ruisseau de Stordoir et le ruisseau Saint-Maurice. Elle relève du schéma d'aménagement et de gestion des eaux « Sambre », porté par le syndicat mixte du parc naturel régional de l'Avesnois. Pour signaler un dépôt sauvage, un problème de voirie, une défaillance de l'éclairage public ou un défaut d'entretien des espaces verts, les habitants transmettent leur demande à la mairie de Dimechaux via Signaleo.

Ecole élémentaire Jehan de Courtrai RPI 11