Le village a eu jusqu’à la fin du XXème siècle une vocation essentiellement agricole et plus particulièrement viticole :
La vallée de la Dheune, constituée d’alluvions du Quaternaire, était entièrement occupée par les prairies (260 h) qui sont aujourd’hui de plus en plus souvent labourées pour la culture du maïs. Les 4 moulins (du Tronchat, du Breuil, du Pasquier, de Cissey) établis sur une dérivation de la rivière (la petite ou fausse-Dheune) ne tournent plus.
Sur le flanc de la colline parallèle à la rivière s’est établi le village qui s’étend du Chatelet à la Chapelle en passant par Rion et Vacheret. Le sol est ici constitué de sables et argiles dits de Chagny recouvrant une couche de marnes de Bresse à lignite, propices à la culture des céréales et de la vigne ; la surface de celle-ci (530 h à son apogée en 1894), n’a cessé de décroître : 323 h en 1923, 250 en 1945, 73 h en 2000, 30 en 2009, à peine 10 h en 2012. Ce vignoble a perdu l’appellation Bourgogne à partir de 2009. La culture intensive des céréales (de 600 h en 1894 à 808 h en 2000) a conduit, par l’arrachage complet des haies à la disparition de l’aspect bocager de cette commune.
Plus au sud, deux autres petites collines, entièrement boisées, au sol constitué de limons ferrugineux, délimitent, avec la précédente, deux dépressions où coulent, d’une part, le Reuil de Chambey qui alimente les étangs de Bellecroix et Vortoy, le Reuil Brulé l’étang de Porcherot et d’autre part, la Vandaine qui abreuve successivement les étangs de Batard, du Grand-Beauregard, du Petit-Beauregard (sur Lessard) et l’étang Neuf. Ces diverses retenues ont été établies dès le Moyen-Age par les moines de Maizières, les seigneurs de Demigny et les évêques de Chalon qui possèdent le château de La Salle tout proche. La surface de ces bois est restée stable au cours des siècles : 1400 h dont 500 aux Hospices de Beaune.
Par son relief, Demigny constitue une transition entre les monts de la Côte-d’Or et la grande plaine bressane. Cette commune jouit du climat du Centre de la France. Les vents prédominants sont ceux venant des directions Nord, Nord-Est (secs et froids), et Sud, Sud-Ouest (chauds et humides). Les gelées de printemps y sont assez fréquentes.
Le village est situé au croisement de la route départementale n° 19 reliant Beaune à Chalon et de la route départementale n° 62 reliant Chagny à Verdun. Le canal du centre, dans le projet initial d’Emiland Gauthey, devait traverser le territoire communal ; il n’en fut rien. De même, la ligne de chemin de fer Paris-Lyon devait passer par Demigny mais emprunta finalement le pied de la Côte jusqu’à Chagny. Le village bénéficiera néanmoins de la liaison Chagny-Dôle de 1887 à 1951. Ce sera finalement l’autoroute A6 qui contournera Demigny par sa limite Ouest sans aucun bénéfice pour la communauté.