Oberharmersbach se nachází uprostřed Schwarzwaldu v údolí potoka Harmersbach, který u obce Biberach ústí do řeky Kinzig. Území obce leží ve výšce od 280 metrů nad mořem v samotném Oberharmersbachu až po Brandenkopf s výškou 945 metrů nad mořem. Střed obce leží přibližně ve 320 metrech nad hladinou mořem. Téměř tři čtvrtiny území je zalesněné. Obec leží v přírodním parku Swarzwald Mitte/Nord.