Gensac-la-Pallue est une commune située à l'ouest du département de la Charente, à 8 km à l'est de Cognac.

Le bourg de Gensac est aussi à 4,5 km au nord-ouest de Segonzac, le chef-lieu de son canton, 7 km à l'ouest de Jarnac et 32 km d'Angoulême.

La N.141 entre Angoulême et Cognac, maillon de la route Centre-Europe Atlantique aménagée en voie rapide, traverse le nord de la commune et passe à 2 km du bourg.

Le bourg est desservi par la D.49 de Saint-Brice à Segonzac et la D.148 d'Angeac-Champagne à Bourg-Charente. La D.24, route de Cognac à Segonzac, traverse l'ouest de la commune2.

La ligne Angoulême - Saintes traverse la commune au nord du bourg. La gare la plus proche est celle de Cognac, desservie par des TER à destination d'Angoulême, Saintes et Royan.