El Parque Nacional Marítimo-Terrestre de las Islas Atlánticas de Galicia está compuesto por los Archipiélagos de Cíes, Ons, Sálvora y Cortegada y las aguas de su entorno. Las islas forman parte de una cadena montañosa que se hundió en el mar hace varios millones de años. El hecho de que Cíes, Ons y Sálvora cierren en parte la entrada de las rías en las que se encuentran enclavadas, favorece que las aguas de estos profundos golfos queden a resguardo de los temporales del Atlántico, siendo muy distinto el estado del mar en sus dos vertientes, con mucha mayor capacidad de erosión en el oeste. Esto condiciona, en gran medida, el contrastado aspecto de ambas vertientes, con acantilados en el oeste y playas en el este. Formadas básicamente por granito, el relieve de las Cíes es abrupto, siendo un poco más suave en Ons, bastante más en Sálvora y prácticamente llano en Cortegada.
En el archipiélago de Cíes, localizado a la entrada de la ría de Vigo, se alcanza la máxima altitud del Parque Nacional, en el Alto de las Cíes, de 197 metros, situado al norte de la isla de Monteagudo. En la cara este de estas islas podemos encontrar bellas playas como la de Figueiras y la cala de As Cantareiras, en la isla de Monteagudo, o la Playa de Rodas, en el istmo de arena que une esta isla con la del Faro. Sus tres islas tienen unas medidas de entre 1,5 y 3 kilómetros de largo. Las del Faro y Monteagudo están unidas por un dique, y la de San Martiño es la más meridional de las tres.
El archipiélago de Ons se sitúa a la entrada de la ría de Pontevedra. Su isla de mayor tamaño, de mismo nombre que el archipiélago, tiene 5,5 km. de largo y una anchura media de 800 metros. Presenta menos acantilados que Cíes y está acompañada por pequeños islotes. Su punto culminante alcanza tan sólo los 119 metros y en él se levanta un faro. En su cara este, más a resguardo de vientos y temporales, se asientan algunas viviendas, acompañadas de sus característicos hórreos, así como los cultivos de maíz y patata, a ellas ligados. En Ons están las playas de las Dornas, Melide, Area dos Cans y Canexol. Su cercana compañera, la isla de Onza, es mucho más pequeña y está deshabitada.
El archipiélago de Sálvora se encuentra a la entrada de la ría de Arousa. Su isla más grande es la de Sálvora, con aproximadamente 2,5 kilómetros de largo y 1 de ancho. Su altitud máxima es de 73 metros. La costa oeste es rocosa, mientras que la oeste presenta las playas do Almacén, dos Bois, dos Lagos y Zafra. Completan el archipiélago numerosos islotes y las islas de Vionta y Sagres.
La isla de Cortegada y las Malveiras están localizadas en el interior de la ría de Arousa, muy cerca de la costa. Cortegada tiene una longitud de aproximadamente 1 km. y una anchura de cerca de 0,5 km. Su máxima altura son sólo 19 metros, y es la isla del Parque Nacional que presenta una mayor densidad arbórea.
Aunque las Rías Baixas gallegas están encuadradas en una región de clima oceánico con altas precipitaciones y estacionalidad moderada, el clima de tres de los archipiélagos del Parque (Sálvora, Ons y Cíes) se podría clasificar como mediterráneo subhúmedo de tendencia atlántica. En ellos se aprecia una menor descarga de lluvias que en la costa próxima, debido a que las bajas altitudes de las islas apenas suponen un obstáculo para las nubes. Se recoge una media de aproximadamente 1.000 mm de precipitación anual en Cíes y 1.500 mm en Ons y Sálvora, En verano, las precipitaciones suelen ser escasas. Cortegada, por su situación en el interior de la ría y cercana a la costa, pierde la condición mediterránea y presenta un clima atlántico con casi 2000 mm de precipitación anual. La temperatura media anual oscila entre los 13 y 15 ºC, con poca variabilidad estacional, y los vientos dominantes son del Norte en los meses de verano y del Suroeste durante el invierno.
En cuanto a la geología, la litología dominante se alterna entre el dominio esquistoso (micaesquistos y cuarzoesquistos), el granítico y el gnéisico. Tras la orogenia Alpina del Terciario, que provoca el hundimiento de los bloques de la cordillera costera de la que formaban parte las islas, y con la inundación por el mar de las partes bajas de la costa tras la última glaciación, se forman las rías y las islas. Las costas son muy irregulares y abruptas, con numerosos acantilados y depósitos arenosos. La casi totalidad de las unidades edáficas están alteradas por la ocupación histórica de las islas, a excepción de los acantilados, por su carácter inaccesible; aun así, es factible su recuperación.