Расположен на побережье Енисейского залива, на западной оконечности Берега Петра Чичагова полуострова Таймыр и на острове Диксон, разделённых полуторакилометровым проливом.

Полярный день длится с 5 мая по 10 августа, а полярная ночь — с 11 ноября по 1 февраля, неполные, сумеречные ночи, когда солнце не опускается ниже -18 градусов - чуть более половины года, с 18 марта по 27 сентября.

Климат очень суровый. Отрицательные среднедневные температуры на Диксоне — с середины сентября до конца мая — начала июня. Температура августа (самого теплого месяца) — +4,6 °C. Среднегодовая температура — 12 °C. Абсолютный минимум температуры был зарегистрирован 7 февраля 1979 года и составил 48,1 °C, абсолютный максимум температуры был отмечен 3 августа 1945 года, составив 26,9 °C.[2]. Самый холодный месяц-февраль,январь является вторым самым холодным месяцем. По сравнению с мысом Челюскин, также расположенном на Таймыре, но севернее и восточнее, климат Диксона заметно мягче и не такой суровый, поселок занимает второе место в Северном полушарии среди самых низких среднемесячных и минимальных температур июня (-3,3 и -17.3 градусов соответственно) после Челюскина, с 4 июня до середины сентября, более трех месяцев, средняя температура положительная, климатическая зима продолжается более восьми с половиной, но менее девяти месяцев, снег тает в среднем в середине июня и образуется в первой половине второй декады сентября. С января по март оттепели исключены.Абсолютный минимум температуры в селе в мае на 0.1 градус выше,чем в Оймяконе,Оленьке и на мысе Челюскин соответственно (-28.8 и -28.9 градусов).

674