ด้วยสภาพที่ตั้งของเกาะพะงันที่เป็นเกาะขนาดใหญ่ตั้งอยู่ในช่องอ่างทอง ทางด้านทิศเหนือของเกาะสมุย มีขนาดเนื้อที่ถึง 122 ตารางกิโลเมตร เป็นรองก็แต่เกาะภูเก็ต เกาะสมุย เกาะช้าง และเกาะตะรุเตาเท่านั้น เกาะพะงันจึงเป็นเกาะขนาดใหญ่ที่มีสภาพภูมิศาสตร์อุดมสมบูรณ์ทั้งหาดทรายชายทะเลที่มีอยู่เกือบรอบเกาะโดยมีแนวปะการังอยู่ทางด้านทิศตะวันตกของเกาะเหมาะแก่การดำน้ำชมความงามของโลกใต้สมุทรกับมีสันดอนทรายหรือหลังงันอยู่เป็น ระยะอันเป็นที่มาของชื่อเกาะพะงันในอดีตถัดจากชายหาดขึ้นไปเป็นพื้นที่ราบเชิงเขาที่เหมาะแก่การทำาสวนมะพร้าว สวนผลไม้และสวนยางพาราไปจนจรดแนวเขาที่วางตัวเหนือใต้อยู่เป็นแกนกลางของพื้นที่เกาะแนวเขาเหล่านี้เองเป็นพื้นที่ป่าไม้อุดมสมบูรณ์มาแต่ครั้งโบราณกาลเป็นต้น น้ำลำาธารหลายสายที่หล่อเลี้ยงชีวิตคนเกาะพะงัน มีน้ำตก ลำาธารอันสวยงามจนเป็นสถานที่ที่พระมหากษัตริย์หลายพระองค์ทรงเคยเสด็จประพาสมาถึงที่นี่โดยเฉพาะ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 5 เสด็จประพาสมาที่เกาะแห่งนี้ถึง 14 ครั้ง
นอกจากนี้ยังเป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่านานาชนิดโดยเฉพาะกวางป่า มีหลักฐานกล่าวกันว่าเมื่อครั้งพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 6 จะเสด็จเกาะพะงันเป็นครั้งที่ 2 นั้นมีการเตรียมกวางป่าให้พระองค์ท่านทรงปล่อย แต่เมื่อทรงเปลี่ยนแปลงกำหนดการไม่ได้มาเยือน จึงมีการปล่อยกวางเหล่านั้นเข้าป่าไป ปัจจุบันยังมีผู้พบเห็นกวางเหล่านี้อยู่บ่อยครั้งทั้งแถบน้ำตกแพงและแถบน้ำตกธารเสด็จและตามทุ่งนาในบางครั้ง รวมทั้งร่องรอยต่างๆที่พบเห็นตามเส้นทางเดินป่าแสดงว่าฝูงกวางเหล่านี้ยังมีจำานวนประชากรที่มากอยู่แต่ยังไม่มีการสำรวจอย่างเป็นทางการว่ามีอยู่สักเท่าใด รวมทั้งพืชพรรณไม้หายากต่างๆ อาทิกล้วยไม้เพชรหึงกล้วยไม้ที่มีขนาดลำาต้นสูงใหญ่ที่สุดในโลกมีขนาดความสูงราว 2-3 เมตร กลีบดอกเป็นลายกระสีเหลืองปนน้ำตาล มักออกดอกในราวเดือนกรกฎาคมถึงเดือนตุลาคมซึ่งเป็นไม้ประจำถิ่นที่พบบนเกาะแห่งนี้
เกาะพะงันมียอดเขาหราเป็นยอดเขาสูงที่สุดของเกาะมีความสูง 627 เมตรจากระดับน้ำทะเลในฤดูฝนหมู่เมฆจะลอยเรี่ยยอดเขาเป็นจุดท้าทายให้ผู้คนที่รักการผจญภัยได้ปีนป่ายขึ้นไปสัมผัสและชมวิวทิวทัศน์ ส่วนด้านทิศตะวันออกเฉียงเหนือจะมีแนวหาดทรายขาวสะอาดและสวยงามกว่าที่อื่นใดคือหาดท้องนายปานน้อยและท้องนายปานใหญ่ เหตุนี้เองที่เกาะพะงันวันนี้จึงถือได้ว่าเป็นเกาะที่ยังมีความเป็นธรรมชาติเหลืออยู่มาก
ที่สุดแห่งหนึ่ง และเหมาะกับการท่องเที่ยวเชิงนิเวศ อย่างยิ่งด้วยสภาพความอุดมสมบูรณ์ทางภูมิศาสตร์ดังกล่าว