Saint-Denis liegt etwa 21 Kilometer nordöstlich von Alès am Cèze, der die Gemeinde im Süden begrenzt, in den Cevennen. Umgeben wird Saint-Denis von den Nachbargemeinden Saint-Victor-de-Malcap im Norden und Westen, Rochegude im Osten und Nordosten, Rivières im Südosten, Allègre-les-Fumades im Süden sowie Potelières im Süden und Südwesten.