Poligny liegt am westlichen Rand des französischen Juras, wo sich das Juraplateau sanft in die Ebene von Dole absenkt. Die Stadt wird von zwei markanten Felsformationen überragt, dem Croix du Dan und dem Roche du Pénitent, während das Zentrum auf etwa 325 Metern Höhe liegt. Das Gemeindegebiet gliedert sich in zwei Teile: den flachen westlichen Teil mit dem Hauptort und das höher gelegene, verkarstete Plateau im Osten, das bis auf 626 Meter ansteigt und von ausgedehnten Wäldern bedeckt ist. Die Flüsse Orain und Glantine entwässern das Gebiet, das zudem Teil eines Natura-2000-Schutzgebiets ist.
Die Geschichte der Stadt reicht in die Zeit der Franche-Comté zurück, doch ihre heutige Gestalt prägten vor allem der Weinbau und die Milchverarbeitung. Poligny entwickelte sich zu einem wichtigen Handelszentrum, das von den landwirtschaftlichen Erzeugnissen der Region profitierte. Die Zusammenlegung mit Vaux-sur-Poligny im Jahr 2025 schuf eine neue Gemeinde, die beide Orte als eigenständige Ortsteile bewahrt.
Bekannt ist Poligny für seine spätmittelalterliche Altstadt mit gut erhaltenen Bauwerken wie der gotischen Kollegiatkirche Saint-Hippolyte oder dem Klarissenkloster aus dem 17. Jahrhundert. Die Stadt ist zudem ein Zentrum der Käseherstellung, insbesondere des Comté, und beherbergt eine nationale Lehranstalt für Milchindustrie. Ein Fernwanderweg durchquert das Gebiet, während die umliegenden Hänge im Weinbaugebiet Côtes du Jura liegen.
