Έχει σχήμα σχεδόν κυκλικό και απλώνεται σε επιφάνεια 378,84 τετρ. Χιλιομέτρων, ενώ το μήκος των ακτών της φτάνει τα 95,4 χλμ. Το μέγιστο πλάτος της από τα δυτικά προς τα ανατολικά είναι 22 χλμ. και το μήκος της από βόρεια προς νότια είναι 26 χλμ.

Η εδαφική διάπλαση του νησιού είναι πολύπλοκη - διασχίζεται από συνεχείς οροσειρές προς όλες τις διευθύνσεις -, έχει όμως ως αφετηρία την ψηλότερη κορυφή το Υψάριο (ή Ψαριό), ύψους 1.206 μ. Η κυριότερη οροσειρά, που πέντε απ' τις κορυφές της ξεπερνούν τα 1000 μέτρα, αναπτύσσεται με κατεύθυνση ΒΔ-ΝΑ και χωρίζει το νησί σε δύο άνισα μέρη. Η βορειοανατολική πλευρά απότομη, οργώνεται από βαθιές χαράδρες και κατρακυλά στη βραχώδη ακτή σχηματίζοντας μικρούς όρμους φαγωμένους από τα κύματα• βουνό και θάλασσα συνδυάζονται σε τοπία σπάνιας ομορφιάς. Η νοτιοδυτική πλευρά δεν είναι απόκρημνη ούτε παραδαρμένη, αλλά χαμηλώνει βαθμιαία προς τη θάλασσα.

Η επιφάνεια της Θάσου είναι ορεινή και βραχώδης, κατάφυτη όμως με πυκνά δάση από αγριόπευκα, έλατα, πλατάνια, βελανιδιές, δάφνες, αγριοκαστανιές, μυρσίνες κλπ. Τα δάση καταλαμβάνουν περίπου τα 8/10 της επιφάνειας του νησιού, ενώ στα παράλια καλλιεργούνται ελαιόδεντρα, καρυδιές, αμπέλια, συκιές, αμυγδαλιές, μουριές κλπ. Τα ανατολικά και νότια παράλια είναι βραχώδη και πολυσχιδή, ενώ στα βόρεια και δυτικά σχηματίζονται αμμώδεις ακτές που προσελκύουν πλήθος παραθεριστών.

Γύρω από τη Θάσο και σε μικρή απόσταση από τις βόρειες και ανατολικές ακτές της υπάρχουν μικρές και μεγάλες νησίδες της ίδιας γεωλογικής σύστασης. Αυτές οι νησίδες είναι:

• H Θασσοπούλα στα Β. μεταξύ της Θάσου και της παραλίας της Κεραμωτής. Είναι η μεγαλύτερη από τις νησίδες που περιβάλλουν τη Θάσο, ακατοίκητη, με μήκος 1 μίλι και υψόμετρο 94 μέτρα. Πρόκειται για ένα βραχώδες και άγονο νησί πάνω στο οποίο υπάρχει μια πηγή μεταλλικού ύδατος.
• Η Κραμπούσα, που βρίσκεται στο Α. τμήμα του νησιού, λίγο πριν από την είσοδο του κόλπου της Ποταμιάς και σε απόσταση εκατό μέτρων από το απέναντι ακρωτήρι.
• Το νησί Κοίνυρα που δεσπόζει απέναντι από την αρχαία πολίχνη των Κοινύρων.
Λίγο νοτιότερα είναι η χαμηλή και βραχώδης νησίδα Διαπόρι που απέχει από την παραλία μόλις 25 μέτρα.
• Τέλος, στο νότιο άκρο του νησιού, στα ανοιχτά απέναντι από τον κόλπο της Αστρίδας βρίσκεται το νησάκι Αστρίς με σπήλαιο από όπου αναδύονται αναθυμιάσεις ανθρακικού οξέος.

Το κλίμα της Θάσου είναι εύκρατο και υγιεινό. Το καλοκαίρι είναι δροσερό και όχι πολύ ζεστό, και ο χειμώνας ήπιος εξαιτίας της επίδρασης της θάλασσας. Η ατμόσφαιρα είναι διάφανη, ο αέρας καθαρός και η υγρομετρική κατάσταση μέτρια. Ο διάσημος γιατρός της αρχαιότητας, Ιπποκράτης, αφού έμεινε στη Θάσο τρία χρόνια και μελέτησε τις κλιματολογικές συνθήκες του νησιού, μας άφησε πολύτιμες παρατηρήσεις στα βιβλία του Επιδημιών Α' και Γ'. Εκεί δηλώνει ότι "γενικά ο χειμώνας έμοιαζε με άνοιξη", πράγμα που εξακολουθεί μέχρι σήμερα να ισχύει. Ο συνδυασμός βουνού και θάλασσας, τα πυκνά δάση, τα άφθονα νερά των φυσικών πηγών και οι απέραντες ακρογιαλιές, δημιουργούν ιδανικές συνθήκες για διακοπές και ξεκούραση.

Γεωλογικά το νησί ανήκει σχεδόν εξ ολοκλήρου στη δευτερογενή (κρητιδική) περίοδο και αποτελείται από κρυσταλλοειδή στρώματα μαρμάρων, σχιστόλιθων και μεταλλοφόρα πετρώματα. Το υπέδαφος, γνωστό απ' τα αρχαία χρόνια, περικλείει άφθονο μεταλλευτικό πλούτο χαλκού (Αστρίς, Θημωνιά, Κοίνυρα), μολύβδου, αργύρου, ψευδαργύρου (Λιμενάρια), σιδήρου (Καλλιράχη) κ.α. Αυτοφυής χρυσός, όπως αναφέρει ο Ηρόδοτος, δε βρέθηκε μέχρι σήμερα, αν και έγιναν γι' αυτό έντονες μεταλλευτικές αναζητήσεις. Στο θαλάσσιο χώρο της Θάσου υπάρχουν και πλούσια κοιτάσματα πετρελαίου, των οποίων ήδη γίνεται άντληση.

Σήμερα το νησί έχει οργανωθεί τουριστικά με τη δημιουργία υπερσύγχρονων ξενοδοχειακών μονάδων και άλλων παραθεριστικών καταλυμάτων και είναι σε θέση να φιλοξενήσει κάθε μορφή τουρισμού, υποσχόμενη στον κάθε επισκέπτη μια ευχάριστη και αξέχαστη διαμονή. Κατ' αυτόν τον τρόπο έρχεται και ο τουρισμός να προσθέσει ένα μεγάλο έσοδο (ίσως το μεγαλύτερο) στην οικονομική ζωή του τόπου.