L'île d'Oléron est située sur la rive sud du détroit de Pertuis d'Antioche.
L'île mesure 34 kilomètres de long et 15 kilomètres de large, et sa superficie est de 175 kilomètres carrés. C'est une île très plate et son point culminant, la Grande dune de Saint-Trojan, dans la partie sud de l'île, ne mesure que 34 mètres de haut.
La pointe sud de l'île est la Pointe de Gatseau, la pointe nord est la Pointe de Chassiron et la pointe est est la Pointe des Saumonards. Près de ce dernier point se trouve le Fort Boyard, une fortification dans le Pertuis d'Antioche qui est utilisé pour l'émission de télévision française du même nom.
Climat
Le climat de Saint-Denis-d'Oléron est un climat océanique avec des étés modèles, Cfb (Marine West Coast Climate) dans la classification climatique Köppen.
La quantité moyenne de précipitations pour l'année à Saint-Denis-d'Oléron est de 777,2 mm (30,6 in). Le mois le plus pluvieux en moyenne est le mois de décembre avec 88,9 mm de précipitations. Le mois le moins pluvieux en moyenne est le mois d'août avec une moyenne de 40,6 mm (1,6 in).
La température moyenne annuelle à Saint-Denis-d'Oléron est de 13,5 °C (56,3 °F). Le mois le plus chaud, en moyenne, est le mois d'août avec une température moyenne de 20,0 °C (68,0 °F). Le mois le plus frais est en moyenne janvier, avec une température moyenne de 7,3 °C (45,1 °F).