Het Île d'Oléron ligt aan de zuidkant van de zeestraat Pertuis d'Antioche.
Het eiland is 34 kilometer lang en 15 kilometer breed en heeft een oppervlakte van 175 vierkante kilometer. Het is een zeer vlak eiland en het hoogste punt, de Grande dune de Saint-Trojan in het zuidelijke deel van het eiland, is slechts 34 meter (111,5 ft) hoog.
De zuidpunt van het eiland is Pointe de Gatseau, de noordpunt Pointe de Chassiron en de oostpunt Pointe des Saumonards. Bij dit laatste punt ligt Fort Boyard, een fort in de Pertuis d'Antioche dat wordt gebruikt voor het gelijknamige Franse tv-programma.
Klimaat
Het klimaat in Saint-Denis-d'Oléron is een oceaanklimaat met sjabloonzomers, Cfb (Marien Westkustklimaat) in de Köppen-klimaatclassificatie.
De gemiddelde hoeveelheid neerslag over het jaar in Saint-Denis-d'Oléron is 777,2 mm (30,6 in). De maand met de meeste gemiddelde neerslag is december met 88,9 mm (3,5 in) neerslag. De maand met de minste gemiddelde neerslag is augustus met gemiddeld 40,6 mm (1,6 in).
De gemiddelde jaartemperatuur in Saint-Denis-d'Oléron is 13,5 °C (56,3 °F). De warmste maand is gemiddeld augustus, met een gemiddelde temperatuur van 20,0 °C (68,0 °F). De gemiddeld koelste maand is januari, met een gemiddelde temperatuur van 7,3 °C (45,1 °F).