L'Île d'Oléron si trova sul lato sud dello stretto di Pertuis d'Antioche.
L'isola è lunga 34 chilometri (21,1 miglia) e larga 15 chilometri (9,3 miglia); ha una superficie di 175 chilometri quadrati (67,6 miglia). È un'isola molto piatta e il suo punto più alto, la Grande duna di Saint-Trojan nella parte meridionale dell'isola, è alta solo 34 metri.
La punta meridionale dell'isola è Pointe de Gatseau, quella settentrionale è Pointe de Chassiron e quella orientale è Pointe des Saumonards. Vicino a quest'ultimo punto si trova il Fort Boyard, una fortificazione del Pertuis d'Antioche che viene utilizzata per l'omonimo programma televisivo francese.
Clima
Il clima di Saint-Denis-d'Oléron è un clima oceanico con estati modello, Cfb (Marine West Coast Climate) nella classificazione climatica di Köppen.
La quantità media di precipitazioni per l'anno a Saint-Denis-d'Oléron è di 777.2 mm (30.6 in). Il mese con più precipitazioni in media è dicembre con 88.9 mm (3.5 in) di precipitazioni. Il mese con meno precipitazioni in media è agosto con una media di 40.6 mm (1.6 in).
La temperatura media annuale a Saint-Denis-d'Oléron è di 13.5 °C (56.3 °F). Il mese più caldo, in media, è agosto con una temperatura media di 20.0 °C (68.0 °F). Il mese più fresco in media è gennaio, con una temperatura media di 7.3 °C (45.1 °F).