乌兰木伦镇黑碳沟行政区划上隶属于伊金霍洛旗，伊金霍洛旗隶属于鄂尔多斯市，鄂尔多斯市隶属于内蒙古自治区，乌兰木伦镇黑碳沟的下属街道自然村居委会及其地理管辖范围内的企业事业单位也属于内蒙古自治区。