Город расположен близ реки Оки (приток Ангары), в 270 км от Иркутска, в 9 км от федеральной трассы Р255 «Сибирь» (ранее М53 «Байкал»), в 28 км от железнодорожной станции Зима.
Образует муниципальное образование город Саянск со статусом городского округа как единственный населённый пункт в его составе.