Die Gemeinde Onnens liegt am Nordwestufer des Neuenburgersees im Bezirk Jura-Nord vaudois im Waadtländer Jura. Das Dorf Onnens liegt am Jurasüdfuss. Die im Jahr 2005 eröffnete Autobahn A5 durchquert das Gemeindegebiet. Im Norden erstreckt sich der steile Jurasüdhang mit den Wäldern Bois de Chênes und Bois de Vullierens in die Höhe bis auf den Kamm der vordersten Jurakette. Auf der Höhe des Mont Aubert liegt mit 1'300 m ü. M. der höchste Punkt der Gemeinde. Die fruchtbaren Böden um das Dorf werden heute im Ackerbau genutzt. Im Weiteren hat sich Onnens zu einer Wohngemeinde entwickelt.
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