El territorio de San Dionisio del Mar se encuentra ubicado en el istmo de Tehuantepec y entre la Laguna Superior y la Laguna Inferior, lo forma un sector continental y una larga y estrecha península que divide ambas lagunas, y un sector aislado por el estrecho que comunica ambas lagunas y que forma parte de otra península. Forma parte de la región Istmo y del distrito de Juchitán.