La commune de Pontailler-sur-Saône est située à 30 km à l'est de Dijon et à 10 km de la limite entre les régions Bourgogne et Franche-Comté. Elle s'étend sur 13 km2 et compte 1238 habitants au recensement de 2011.
Ce chef-lieu de canton est desservi par la RD 961 (depuis Dijon), la RD 959 (direction Mirebeau-sur-Bèze au nord-ouest et Pesmes, Besançon à l'est) et la RD 976 (direction Gray, au nord).
La Saône traverse également le territoire communal et abrite un port de plaisance.
Depuis 1962 (1119 habitants), la commune de Pontailler-sur-Saône connait une augmentation de sa population de près de 12 % pour atteindre 1238 habitants en 2011.
Cette augmentation de population a été constante jusqu'en 1982 (1370 habitants) avec une forte hausse entre 1968 et 1975 (+ 17,1%).
Entre 1975 et 1982, l'augmentation de la population est moins importante (+4,6 %) et cette dernière diminue entre 1982 et 1990.
Le solde naturel, bien qu'excédentaire (+0,64 % en moyenne par an), ne compensait pas un solde migratoire devenu négatif (- 1,12 % en moyenne par an).
Entre 1990 et 1999, la commune connaît à nouveau un léger accroissement de sa population (+28 habitants soit une hausse de 2,1 %), le solde migratoire redevenait légèrement positif (+ 0,03 % en moyenne par an) et le solde naturel, bien que fléchissant, s'élevait encore à hauteur de + 0,21 % en moyenne annuelle. Entre 1999 et 2010, la commune perd 91 habitants, soit une baisse de 7%.
Afin de relancer le dynamisme démographique de la commune, le Projet d'Aménagement et de Développement Durables prévoyait un objectif d'augmentation démographique de 5% à l'horizon 2026 (trente habitants supplémentaires environ).
La commune de Pontailler-sur-Saône dénombre 782 habitants de 15 à 64 ans. Sur la dernière période intercensitaire (1999-2011), la part des actifs au sein de la population a augmenté, passant de 66,5% à 75,8% (soit une augmentation de 9% environ). La présence importante du nombre d'actifs ayant un emploi en 2011 par rapport à 1999 (+9%) s'accompagne également d'une légère hausse du nombre de chômeurs.