Der Dobelbach entsteht in seiner tiefen, von der B 19 für den Abstieg von der Hohenloher Ebene ins Kochertal genutzten Muschelkalk-Klinge etwa 300 Meter vor dem Ortsrand von Untermünkheim aus dem Zusammenfluss des einzugsgebietsreicheren linken Quellbachs Heiligenbach und des längeren rechten Quellbachs Sperbersbach. Er fließt von der Bundesstraße begleitet, abschnittsweise in offenem Lauf, dabei teils in einem gemauerten Trog, südöstlich durch das in seinem Mündungstrichter liegende Dorf und mündet gut 30 Meter unter seinem Ursprung nach 1,1 km Lauf etwa 150 Meter abwärts der Flussbrücke der Bundesstraße von links in den mittleren Kocher. Der Dobelbach entwässert etwa 7,8 km² vor allem auf der südlichen Kupferzeller Ebene. Sein Einzugsgebiet erstreckt sich am längsten, nämlich etwa 6,6 km weit, vom Osten der Waldenburger Berge im Westen, unter dem der Sperbersbach entsteht, bis etwa zur Autobahnbrücke der Straße von Braunsbach-Herdtlingshagen nach Untermünkheim-Gaisdorf im Nordosten, nahe der die Quelle des Heiligenbachs liegt. Quer dazu und also in Fließrichtung des kurzen Unterlaufs ist es nur etwa 2,5 km breit. Der höchste Punkt liegt auf dem Alten Hau am Trauf der Waldenburger Berge auf etwas über 510 m ü. NN. Der Namenslauf des Dobelbachs beginnt und endet im Mittleren Muschelkalk. Der höher entspringende rechte Oberlauf Sperbersbach entsteht an einem Gipskeuperhang (Grabfeld-Formation) der Keuperstufe im Westen und durchläuft dann nacheinander den Lettenkeuper (Erfurt-Formation) und den Oberen Muschelkalk ab seinem Klingeneintritt bei Wittighausen, bis er erst kurz vor dem Zusammenfluss den Mittleren Muschelkalk erreicht. Der Heiligenbach entsteht in einer quartären Lösssedimentauflage des Lettenkeupers, in dem er dann zu größten Teil läuft, erreicht ebenfalls an seinem Klingeneintritt den Oberen und erst kurz vor dem Zusammenfluss den Mittleren Muschelkalk. Der Dorfkern Untermünkheims ist auf dem Mündungsfächer des Dobelbachs erbaut, ähnlich wie viele der gerne an Seitentalmündungen gegründeten Siedlungen am mittleren Kocher. Die Lage über der Aue des Flusses schützt vor Überschwemmungen des Kochers.
