Ο Δήμος εκτεινόταν στο βορειοδυτικότερο τμήμα του θεσσαλικού κάμπου. Συνόρευε στα βόρεια με το Δήμο Χασίων, στα δυτικά με τους Δήμους Μαλακασίου, Καστανιάς και Κλεινοβού, στα νότια με τους Δήμους Φαλώρειας και Βασιλικής και στα ανατολικά με τους Δήμους Τυμφαίων και Παραληθαίων.[3] Περιελάμβανε εννέα δημοτικά (από το 2006 τοπικά) διαμερίσματα από τα οποία το ένα ήταν αστικό (το δημοτικό/τοπικό διαμέρισμα Καλαμπάκας) και τα υπόλοιπα αγροτικά. Η συνολική έκταση του Δήμου ήταν 277,087km2 ενώ το μέσο σταθμικό υψόμετρο ήταν 275 μέτρα. Ο μόνιμος πληθυσμός του Δήμου Καλαμπάκας στην απογραφή του 2001 ήταν 11.347 κάτοικοι.[4] Στον δήμο Καλαμπάκας ανήκε το εντυπωσιακό φυσικό μνημείο των Μετεώρων.
Με τη διοικητική μεταρρύθμιση του 2011 (Σχέδιο Καλλικράτης), ο Δήμος μετασχηματίστηκε στο νέο διευρυμένο Δήμο Καλαμπάκας (που μετονομάστηκε το 2018 σε Δήμο Μετεώρων) της Περιφέρειας Θεσσαλίας. Τα όρια του πρώην Δήμου Καλαμπάκας ταυτίζονται με τα όρια της Δημοτικής Ενότητας Καλαμπάκας του Δήμου Μετεώρων.[3]
Διοικητική διαίρεση
Ο Δήμος περιελάμβανε τα εξής δημοτικά/τοπικά διαμερίσματα και οικισμούς:[4]