Comuna se află în partea de est a județului, pe valea râului Berheci. Este străbătută de șoseaua județeană DJ241A, care o leagă spre nord de Izvoru Berheciului și Secuieni (unde se termină în DN2F) și spre sud de Vultureni, Dealu Morii, apoi mai departe în județul Vrancea de Corbița și Tănăsoaia și în județul Galați de Brăhășești și Gohor. Din acest drum, la Oncești se ramifică șoseaua județeană DJ241B, care o leagă spre nord-vest de Filipeni și Secuieni.
Localitățile componente ale comunei sunt:
 Tarnița;
 Oncești;
 Dealu Perjului;
 Satu Nou;
 Bărboasa;
 Taula;
 Onceștii Vechi.

Teritoriul comunei se încadrează geografic în sudul Podișului Central Moldovenesc, în zona centrală a Colinelor Tutova, care au direcția aproximativ nord-sud și sunt brăzdate de pârâurile Dunavăț, Berheci, Zeletin și Tutova.
Terenul administrativ al comunei, cuprinde un relief deluros și o vale relativ îngustă a pârâului Berheci.

Teritoriul are o formă alungită pe direcția nord-sud, în lungul văii Berheciului, pe cca. 11.3 km, cu o deschidere de cca. 3.7 km pe direcția est-vest, între cele două coline care flanchează valea Berheciului.
În partea sudică, în zona satelor Bărboasa – Taula, teritoriul comunei are o deschidere de cca. 6.5 km, ca urmare a întinderii teritoriului pe pârâul Bărboasa, care creează o spărtura cu terenuri accesibile, în colina de la sud de pârâul Dunavăț.
Relieful deluros, cu înălțimi mai mari pe colina estică (între 380 – 503 m) și ceva mai reduse pe colina vestică (între 300 – 385 m), este străbătut de torenți și pâraie cu văi adânci, cele mai semnificative fiind valea Varzariei, valea Taulei și pârâul Bărboasa. Pârâurile formate în perimetrul comunei sau care traversează acest perimetru, nu au format terase, ci numai lunci cu deschidere mică.
În lungul acestora s-au dezvoltat satele alungite – Tarnița, Satu Nou, Bărboasa și Onceștii Vechi, iar în zona versanților linistiți ai colinelor, s-au dezvoltat satele cu ulițe în mai multe direcții, Taula, Dealu Perjului, Oncești (zona Onceștii Noi).

Geologic, teritoriul comunei Oncești este alcătuit din depozite sedimentare, sarmato-pliocene, în cadrul cărora predomină marnele și argilele cu intercalații neuniforme de nisipuri gresificate, argile nisipoase și marne cineritice; aceste depozite formează fundamentul regiunii, apar de la adâncimea de 1.5 – 5.0 m în jos și în multe deschideri naturale de pe văile cu eroziune mare, pot fi studiate în aflorimente. Astfel de aflorimente geologice au fost cartate în versantul de la est de „Zona intravilan” a satelor Tarnița și Satu Nou, precum și la est de Onceștii Noi, pe valea Varzariei.
Din punct de vedere geotehnic, straturile geologice care interesează pentru realizarea construcțiilor și a altor lucrari edilitare, sunt cele descrise ca fiind fundamentul regiunii, precum și cele superficiale, cuaternare, formate ca aluviuni deluviale, cu grosime redusă (1.5 – 2.5 m) pe coline sau pe micile depresiuni ale acestora și grosime mai mare (3.5 – 5.0 m) în luncile pârâurilor.
Aceste formațiuni sunt constituite din prafuri argiloase și argile, pe alocuri nisipoase, în cea mai mare parte umede în zona de lunca și uscate pe coline; realizarea construcțiilor va avea în vedere în mod special umiditatea acestor straturi, în care se realizează fundarea, posibilitățile de creștere ulterioară a acesteia, panta reliefului în zona construcției, precum și stabilitatea generală și locală a reliefului.
În zona de luncă, se va acorda o mare atenție deschiderii văii, diferenței de nivel față de albia minoră, pentru evitarea zonelor în care ar putea să se producă inundații.

Comuna Oncești se găsește în zona climatului continental, cu influențe ale maselor de aer arctic (anticiclonul siberian) în perioada de iarnă și de aer cald de tip mediteranian în perioada verii.
Temperatura medie anulă este de 9 – 10°C. Zona este străbătută de curenți reci care se formează în lungul văilor.
Climatul zonei se caracterizează prin ierni aspre, cu viscole puternice și prin veri călduroase, uneori secetoase, cu precipitatiile cele mai reduse din cadrul județului Bacău (cca. 510 mm față de un regim de precipitații de 800 – 1000 mm cât se înregistrează în zona vestică a județului).
De remarcat este faptul că precipitațiile din cursul verii au o apariție neuniformă în teritoriu și un caracter torențial, care pot produce dezastre locale de mică amploare, dacă văile sunt neglijate și întreținute necorespunzător.

Teritoriul comunei Oncești este străbătut de la nord spre sud de pârâul Berheci, unul din cele patru pârâuri principale care separă colinele Tutovei. Atât Berheciul, cât și celelalte pârâuri de pe teritoriul comunei, colectate de acesta și cu un bazin hidrografic mult mai mic și o turbiditate mare.
Pârâul Berheci străbate teritoriul comunei Oncești pe o lungime de 11.2 k, fiind însoțită albia acestuia de un intravilan apropiat pe toată această lungime.
Pârâul Dunavăț, afluent pe versantul drept al Berheciului, străbate teritoriul extravilan al comunei pe o distanță de cca. 2.0 km.
Debitul redus al pârâurilor se datorează sărăciei în ape subterane a solului din zonă, lipsei pânzelor de apă subterană în terenuri permeabile, care să producă izvoare de suprafață și pantei colinelor și constituției geologice a acestora, care nu permit acumularea apelor subterane.