Antogny-le-Tillac liegt etwa 50 Kilometer südsüdwestlich von Tours an der Vienne, die die Gemeinde im Osten begrenzt.
Nachbargemeinden von Antogny-le-Tillac sind Pussigny im Norden, Les Ormes im Osten, Dangé-Saint-Romain im Süden und Südosten, Vellèches im Süden sowie Marigny-Marmande im Westen.