Saint-Hilaire liegt etwa 50 Kilometer südsüdwestlich von Paris. Das kleine Flüsschen Louette begrenzt die Gemeinde im Süden. Umgeben wird Saint-Hilaire von den Nachbargemeinden Étampes im Norden und Osten, Chalo-Saint-Mars im Süden und Südwesten sowie Boutervilliers im Westen und Nordwesten.