Au nord-est d'Albi, Saint-Grégoire se trouve dans le département du Tarn, en région Occitanie, et appartient au Ségala, territoire de longs plateaux schisteux morcelés d'étroites vallées. La commune fait partie de la zone d'emploi, du bassin de vie et de l'aire urbaine d'Albi. Ses communes limitrophes sont Andouque, Arthès, Bellegarde-Marsal, Crespinet, Saint-Juéry et Saussenac. Outre le Tarn, son territoire est drainé par les ruisseaux de Lézert, d'Andouquette, de Guithou, de Rassalens et des Saumes. Son patrimoine naturel comprend trois zones naturelles d'intérêt écologique, faunistique et floristique. Pour signaler un problème de voirie, une défaillance de l'éclairage public, un dépôt sauvage ou un défaut d'entretien des espaces verts, les habitants transmettent leur demande à la mairie de Saint-Grégoire via Signaleo.

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