Dième s’étend sur 900 hectares,

Les communes limitrophes sont, dans le sens des aiguilles d’une montre : Saint-Just-d’Avray au nord, Chamelet, Létra, Ternand, Saint-Vérand, Saint-Clément-sur-Valsonne, Valsonne, Saint-Appolinaire.

Le bourg de Dième se trouve à 3 km à l’ouest du mont Chatard (710 m) et à 1 km au sud du col de la Croix de Thel (650 m), carrefour de la D 82, qui relie les deux vallées de Valsonne à Chamelet, et de la D 106 qui traverse Dième et rejoint la D 13 en aval de Saint-Clément-sur-Valsonne en suivant le cours d’un petit affluent du Soanan.

Malgré la modestie des altitudes, le relief a une allure montagneuse du fait des fortes déclivités ; le réseau routier est souvent de type montagnard (routes étroite, lacets, corniches).

La population se répartit entre le bourg (mairie, église, pas de commerce) et plusieurs hameaux, notamment : le Grupon et le Guillard.

La commune se trouve à proximité, mais à l’extérieur, de la zone viticole du Beaujolais, dont fait partie la commune limitrophe de Saint-Vérand, sur le versant est du mont Chatard. L’activité agricole principale à Dième est l’élevage (quatre exploitations encore en activité). La commune comporte une partie de la forêt de Brou, sur le versant ouest du mont Chatard, forêt départementale qui concerne aussi Ternand, Saint-Vérand et Saint-Clément.