Akcja powieści rozgrywa się w drugiej połowie XIX wieku, w Anvonlea na Wyspie Księcia Edwarda w Kanadzie.
Fabuła „Ani z Zielonego Wzgórza” rozpoczyna się, gdy tytułowa postać ma 11 lat, a kończy, gdy ma około 17 lat. Wydarzenia toczą się w drugiej połowie (przy końcu) XIX wieku, czyli przeszło sto lat temu. Nie ma jednak podanego dokładnie roku.
Można dociekać, w jakich to latach mają miejsce przedstawione w dziele Montgomery zdarzenia. Po przeczytaniu następnych książek tej pisarki o Ani natykamy się na I wojnę światową. Zawzięci czytelnicy obliczyli, iż czas akcji „Ani z Zielonego Wzgórza” przypada na lata 1877-1882.
Miejscem akcji jest fikcyjne kanadyjskie miasteczko Avonlea w Kanadzie, dokładnie na Wyspie Księcia Edwarda. Dodatkowo wątki toczą się też w okolicach wspomnianego grodu, w pobliskich miejscowościach, np. Carmody czy Charlottetown. Ania wraz z Marylą i Mateuszem mieszkali na Zielonym Wzgórzu, Diana zaś na Sosnowym Wzgórzu, a hotel zbudowany został na Białych Piaskach.
Ponadto bohaterka lubuje się w nadawaniu różnym miejscom nazw i tak np. źródło za miastem zostało Fontanną Driad, a staw familii Barrych – Jeziorem Lśniących Wód. Ania dzięki swej bujnej wyobraźni i talentowi tworzenia nazewnictwa zmienia Zielonego Wzgórze w miejsce pełne baśniowych (fantastycznych) postaci: elfów, nimf, duchów, a rośliny zostają obdarowane cechami ludzkimi.