Saint-Gilles liegt etwa 20 Kilometer nordwestlich von Chalon-sur-Saône an der Dheune und am Canal du Centre. Zahlreiche Weinsorten werden hier im Weinbaugebiet Bourgogne angebaut. Umgeben wird Saint-Gilles von den Nachbargemeinden Cheilly-lès-Maranges im Norden und Nordwesten, Chassey-le-Camp im Osten und Nordosten, Chamilly im Osten und Südosten sowie Dennevy im Westen und Südwesten.