Se encuentra ubicado en el istmo de Tehuantepec al oriente del estado.

Su cabecera municipal es el pueblo del mismo nombre.

En su extremos sur tiene costa en el Golfo de Tehuantepec del Océano Pacífico.

El municipio incluye en su territorio un total de seis localidades.

El ayuntamiento de San Dionisio del Mar está integrado por el presidente municipal, un síndico y un cabildo integrado por cuatro regidores.