Gökçeada 285.5 km.² lik bir alan üzerindedir. Çevresi 46 deniz mili olup, boy ve en olarak 16 x 5 deniz mili boyutlarındadır. Gelibolu Yarımadası'na 11, Limni'ye 10, Semadirek Adası'na 12 mil uzaklıktadır. Ulaşım için en yakın yer olan, Kabatepe Limanı'na 14 mil uzaklıktadır.
Coğrafi yapısı çevre adalardan oldukça farklıdır. Tek bir dağdan oluşan Semadirek ile tek bir ovadan oluşan Limni'ye karşın, tepelerin ve ovaların birbiri ardınca sıralandığı ilginç bir yapısı vardır. Gökçeada genelde engebeli bir yapıya sahip ve volkanik kütlelerden oluşmuştur. Gökçeada'nın % 77'si dağlık, %12'si engebeli ve %11'i de ovalık alandan oluşmuştur.
Ada'nın en yüksek noktası Doruktepe 673 metredir. Volkanik bir yapı hakim olmasından dolayı Dev Kazanları, Sualtı Mağaraları, Lav kayaları ve ponza taşları Ada'da çokça bulunmaktadır.
Ada'da yaklaşık 1500 hektar ekilebilir arazi, 1900 hektar bağlık, 4000 hektar mera, 8000 hektar ormanlık arazi bulunmaktadır. Karışık olarak toplam 20.000 hektar alan bulunmaktadır. Kullanılamayan arazi %30 dur ve bu duruma göre Gökçeada'da kullanılabilir arazi Türkiye ortalamasının çok üzerindedir. Ada 'da 5 adet gölet bulunmakta ve su kaynakları açısından Ege'nin en zengin adasıdır.