Thénissey appartient au département de la Côte-d'Or et se trouve à 46 km au Nord-Ouest de Dijon, sa préfecture.
Son territoire vaste de 1025 hectares est traversé par la départementale D 10, qui assure la desserte locale et par la ligne de chemin de fer Paris-Lyon.
La commune appartient au canton de Venarey-Lès-Laumes qui regroupe 23 communes. La commune fait également partie de la Communauté de Communes du Pays d'Alésia et de la Seine. L'intercommunalité est composée des 23 communes du canton et une du canton de Baigneux.
Diminution de la population
Entre 1968 et 2009, la population de Thénissey a fortement diminué avec une évolution moyenne de l'ordre de - 0,75 % par an (-30,68 % sur la période). Au dernier recensement INSEE, la population communale, sans double compte, était de 122 habitants. À noter que de 1999 à 2009, la population communale a vu son niveau augmenter de 5,17 %, mettant en avant une inversion de tendance par rapport aux années précédentes.
Pour corroborer ce phénomène, l'évolution de population résulte principalement du solde migratoire largement négatif sur la période 1968-1999. Le solde naturel est également moteur de décroissance, hormis sur la période 1968-1975. Sur la période 1999-2009, l'évolution de la population est due à un solde migratoire positif.