À la limite entre la Gâtine et les plaines de Niort, Sainte-Ouenne occupe un territoire vallonné et boisé au nord et ouvert sur la plaine au sud, dans le département des Deux-Sèvres, en région Nouvelle-Aquitaine, à 13,6 kilomètres à vol d'oiseau de Niort. Elle fait partie de l'aire urbaine de Niort et du canton Autize-Egray. L'Égray traverse la commune du nord au sud sur environ 8,5 kilomètres et marque sur 5 kilomètres la limite avec Germond-Rouvre ; né à Mazières-en-Gâtine, il se jette dans la Sèvre niortaise à Saint-Maxire. Un ruisseau issu de la station de pompage traverse le bourg, où il alimentait autrefois des lavoirs. L'altitude varie de 27 mètres, vers la Moussière, à 108 mètres. La commune compte trois monuments historiques : l'église Sainte-Eugénie, classée en 1909, le château du Gazeau et le logis de la Moussière. Pour signaler un défaut d'éclairage public, un problème de voirie, un dépôt sauvage ou un espace vert mal entretenu, les habitants transmettent leur demande à la mairie de Sainte-Ouenne via Signaleo.

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