Arrosée par l'Auvézère, que longe la route départementale 5, Sainte-Eulalie-d'Ans est une commune rurale du Périgord central, dans le quart nord-est de la Dordogne, en région Nouvelle-Aquitaine. Son petit bourg se trouve à une dizaine de kilomètres au sud-sud-ouest d'Excideuil et autant à l'ouest d'Hautefort. Elle est limitrophe de Chourgnac, Coulaures, Cubjac-Auvézère-Val d'Ans, Gabillou et Tourtoirac. Le territoire s'étend sur le causse de Cubjac et le causse de Savignac, collines karstiques des calcaires jurassiques, et son altitude varie de 122 mètres, au nord-ouest du Camp de César, à 262 mètres au nord du lieu-dit Toulifaut. Entre Tourtoirac et Saint-Pantaly-d'Ans, l'ancien sentier de grande randonnée GR 646, devenu « GR 36 accès », traverse le nord de la commune sur plus de six kilomètres. Sainte-Eulalie-d'Ans compte parmi les communes ayant reçu l'étoile verte espérantiste. Pour signaler une panne d'éclairage public, un problème de voirie, un dépôt sauvage ou un espace vert mal entretenu, les habitants s'adressent à la mairie de Sainte-Eulalie-d'Ans via Signaleo.

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