Der Stangenbach hat ein Einzugsgebiet von 4,6 km² Größe. Es liegt, naturräumlich gesehen, am Nordostrand des Unterraums Südwestliche Löwensteiner Berge der Schwäbisch-Fränkischen Waldberge zum Nachbar-Unterraum Vorderer Mainhardter Wald darin. Es hat ungefähr birnenförmige Gestalt mit der Spitze im Südwesten an der Mündung in den Murr-Zufluss Lauter und es erstreckt sich von der Abzweigung der Wüstenroter Wesleystraße von der Kreisstraße am Spatzenhof aus etwa 3,2 km nach Südwesten zur Mündung, quer dazu misst es an der breitesten Stelle 2,2 km. Der nördlichste Punkt liegt auf dem Gipfel des Löwensteiner Horkenbergs auf 549 m ü. NN., wo ganz kurz das Einzugsgebiet des Bernbachs anliegt, der über die Brettach zum unteren Kocher entwässert. Von dort folgt die nun nordnordöstliche Wasserscheide dem Rand der Flurinsel um das Chausseehaus und den Spatzenhof bis zum nordöstlichsten Punkt nahe der Quelle, hinter welcher das Quellgebiet der Fichtenberger Rot liegt, die dem oberen Kocher zustrebt. Die anschließende östliche Wasserscheide erklimmt den Stangenberg (559 m ü. NN.) und läuft dann am Westrand des Siedlungsgebietes und der Rodungsinsel von Wüstenrot, deren Abfluss vom Tiefenbach zur oberen Fichtenberger Rot geführt wird, südwärts bis auf den Raitelberg (561 m ü. NN.). Vom Raitelberg zieht die Einzugsgebietsgrenze dann auf dem Bergrücken Heßberg (505,6 m ü. NN.) südwestlich zur Mündung auf etwa 375 m ü. NN.; jenseits dieses Stücks der Gesamtwasserscheide fließt der Buchenbach fast parallel zum Stangenbach und etwas weiter abwärts in die Lauter, die über die Murr merklich oberhalb des Kochers in den Neckar entwässert. Von der Mündung an aufwärts folgt die rechte, westliche Wasserscheide dem Kamm des Bergrückens gegen das obere Lautertal ziemlich genau nordwärts bis zum Horkenberggipfel wieder im Norden, wobei sie den Greuthof außen berührt; dieser Kamm erreicht erst wieder am Horkenbergfuß 500 m ü. NN. Wenigstens drei Viertel des im Höhenintervall von 375 und 559 m ü. NN. liegenden Einzugsgebietes sind bewaldet. In seiner Mitte liegt eine talquerende Rodungsinsel um die Wüstenroter Weiler Schmellenhof, Stangenbach und Greuthof, ein nur schmaler Streifen im Osten gegen Wüstenrot liegt ebenfalls in offener Flur, darin stehen auch einige Häuser des Dorfes. Ansonsten gehört nur noch der Wohnplatz Lohmühle zum Einzugsgebiet. Von diesem ist ein unter 0,8 km² großes Teilstück im Norden, ein völlig unbesiedeltes Hangwaldgebiet um den Horkenberg, Teil des Gebietes der Kleinstadt Löwenstein sowie ein winziger Schnipsel an der Lohmühle Teil von Beilstein, der weit überwiegende Rest gehört zur Gemeinde Wüstenrot. Die Quelle des Stangenbachs und die höheren seiner Zuflüsse – wie etwas des Bachs aus der Pfaffenklinge – liegen nahe der Grenze zwischen dem Stubensandstein (Löwenstein-Formation) und dem diesen überlagernden Knollenmergel (Trossingen-Formation), der im Ring um die hier drei letzten Schwarzjurahöcker Horkenberg, Stangenberg und Raitelberg am Nordwestrand der Keuperberge des Schwäbisch-Fränkischen Waldes liegt. Die Läufe bleiben dann bis hinab zur Stangenbachmündung im Stubensandstein. Die Stangenbachquelle liegt dicht am Rand des Einzugsgebietes der bedeutenderen oberen Fichtenberger Rot, das in einem spitzen Westkeil vor dem Horkenberg ausläuft. Die Rot selbst entsteht nur einen halben bis einen Kilometer nordwestlich bis nordöstlich vom Stangenbachursprung entfernt – die Ansichten über deren Quelllage differieren etwas – und läuft in einer sehr flachen Talmulde südsüdöstlich zum oberen Kocher, wobei sie auf den ersten 4 km etwa 40-45 m an Höhe verliert, während sich der Stangenbach auf seinem ebenso langen Gesamtlauf etwa 125 m tief in sein steiles Kerbtal eingräbt, also etwa dreimal so viel Gefälle hat. Ähnliches gilt für den Brettach-Zufluss Bernbach an der Nordseite des Keiles zum Keuper-Stufenrand zu. Hieran zeigt sich die größere Erosionskraft der auf direkterem Wege zum Rhein entwässernden Bäche gegenüber der erdgeschichtlich mit Abfluss in Richtung Donau angelegten Rot. Am Südhang des Horkenbergs in der Steinfelsklinge, in der Säuhagenklinge östlich des Bergs und in der Pfaffenklinge westlich von Wüstenrot gibt es Aufschlüsse im Stubensandstein mit landschaftstypischen geomorphologischen Bildungen. Am Nordrand des Einzugsgebietes beim Chausseehaus liegt eine Sandgrube ebenfalls im Stubensandstein, in der Kieselhölzer gefunden werden, ebenso nordöstlich des Weilers Stangenbach am Hang des Stangenbergs. In einem aufgelassenen Steinbruch am Westhang des Raitelbergs ist Angulatensandstein aus dem Schwarzjura aufgeschlossen. Die obere Säuhagenklinge und die obere Steinfelsklinge sind Naturdenkmale, ebenso ein Feuchtgebiet an der Mündung der Säuhagenklinge und die obere Pfaffenklinge mit dem Silberstollen. Die AUe des Untertals ab dem Zufluss aus Richtung des Heßberg-Gipfels ist Teil des Landschaftsschutzgebietes Spiegelberger Lautertal mit Nebentälern und angrenzenden Gebieten. Zwischen Horkenberg im Norden und dem Schmellenhof im Süd ist ein Abschnitt des Obertals festgesetzt als Wasserschutzgebiet Wüstenrot-Schmellenberg.
