Poggio-d'Oletta se situe au centre-est du Nebbio, dans l'ancienne piève d'Oletta. C'est l'une des 8 communes composant le canton de Conca-d'Oro.
Le territoire communal est appuyé à la chaîne de montagne de la Serra, la dorsale du Cap Corse qui se prolonge au sud, via le défilé du Lancone et le massif de Stella, avec le massif du San Petrone. Il va au-delà de la ligne de crête orientale qui domine le village et sur laquelle se trouve son culmen, Monte a a Torre (852 m). Il fait partie de la Corse schisteuse au nord-est de l'île appelée encore le « Deçà des monts ». Son territoire s'étale au nord-ouest dans la plaine du ruisseau de Brietta qui prend le nom de ruisseau de Poggio à partir des limites de Saint-Florent. Cette étendue fait partie de la Conca d'Oro, une riche plaine alluviale qui a donné son nom au Canton de la Conca-d'Oro.
Au nord-est de la commune, les collines calcaires aux sommets arrondis du Monte Silva Mala et du Monte Sant'Angelo sont séparées par les Stretti di Poggio (gorges du Poggio). Elles se trouvent en bout des remarquables falaises blanches érodées de la zone géologique sédimentaire du secondaire barrant le côté oriental de Saint-Florent.
Les limites du territoire sont définies :
La commune occupe le bassin versant du ruisseau de Poggio long de 7,2 km, qui prend sa source à 430 m au nord-ouest du Monte Secco (662 m - Barbaggio) et qui a son embouchure dans le port de plaisance de Saint-Florent. Il est alimenté par plusieurs affluents, qui prennent presque tous naissance sur le territoire communal, aux flancs occidentaux de la Serra. Ces ruisseaux sont le plus souvent des torrents impétueux à cause des précipitations qui sont grosses la plupart du temps.
La zone dépresssionaire de la Conca d'Oro bénéficie d'un climat méditerranéen maritime privilégié, aux écarts thermiques modérés. L'hiver est plus chaud, l'été plus tempéré que dans les microrégions de l'intérieur de l'île. En hiver, l'influence de la mer est très grande ; elle égalise les températures. En montagne, celles-ci ne sont pas élevées sur la commune, la neige n'est pas souvent présente. L'été, le pouvoir rafraîchissant de la montagne est faible, la plaine d'Oletta formant une cuvette retenant l'air chaud.
Les précipitations sont fortes aux printemps et automne, les averses orageuses fréquentes, les nuages poussés par le libeccio, sec, violent, soufflant de l'ouest, souvent mêlé au ponant (punente), autre vent d'ouest. Ces vents sont causes d'incendies fréquents en fin d'été, dévastant un maquis bas, sec, roussi, et laissant des paysages dénudés en dehors des zones accessibles.
À l'inverse de sa voisine Oletta, la commune présente des flancs de montagne dénudés, avec un maquis bas mais aussi avec la roche à nu. Un flanc d'arête du Monte a a Torre porte même le nom de Costa Nuda. Les zones boisées composées essentiellement de chênes verts majoritaires, et de chênes blancs, se trouvent à hauteur des villages. À l'alentour de Poggio village, apparaissent des châtaigniers qui poussent généralement à des hauteurs plus importantes. Le village de Poggio et celui d'Oletta voisin sont bâtis à une altitude identique, c'est-à-dire relativement bas (moyenne de 250 m d'altitude).
La plaine de Poggio est en grande partie plantée de vignes. Poggio-d'Oletta se trouve dans l'appellation d'origine contrôlée Patrimonio.