Las dos primeras, muy próximas entre si, están unidas de forma natural por el Arenal de Rodas y artificialmente por un pequeño dique. Entre ambos se encuentra el Lago dos Nenos, de aguas poco profundas.
La Isla de San Martiño o del Sur está separada de las anteriores por el estrecho Freu da Porta.
La vertiente Este de las islas, que da a la Ría de Vigo, es de relieves suaves, con arenales y dunas, en tanto que la vertiente Oeste, que mira hacia el Océano Atlántico, es muy abrupta, rocosa, con acantilados donde el mar rompe con fuerza. Son características de estas islas las cuevas excavadas por el mar, llamadas aquí Furnas.
El manto arbóreo está dominado por los pinos (Pinus pinaster) y eucaliptos (Eucaliptus globosus) plantados durante los años 50. Además también aparecen otras especies introducidas como acacias (Acacia melanoxylon), fresnos (Fraximus americana) y diversos frutales. Entre el matorral, compuesto principalmente por tojos y helechos, aparecen esparragueras (Asparagus officinalis) propias del mediterraneo y endrinos (Prunus spinosa).
En playas y dunas conservan una vegetación mejor conservada entre la que destacan algunas plantas escasas y endémicas, como la camariña (Corema album) ; la "herba de namorar" (Armeria pungens), empleada antiguamente para asuntos relacionados con el amor y la fertilidad y el tomillo bravo (Helycrysum picardii virescens).
Entre las aves marítimas permanentes en las Cíes destaca sin duda la gaviota patiamarilla (Larus cachinnas) que tiene aquí la mayor colonia del mundo.
También el cormorán moñudo (Phalacrocórax aristotelis) cría en las furnas y en las rocas más inaccesibles. En invierno es muy abundante el cormorán grande (Phalacrocórax Carbo)
Como nidificantes aparecen el paiño (Hidrobrates pelagicus) y la gaviota sombría (Larus fuscus), escasas en la península. El arao (Uria aalge) muy abundante hace medio siglo, hoy desgraciadamente es historia. También aparecen rapaces como el halcón peregrino (Falco peregrinus) o el azor (Accipiter gentilis). Entre los mamíferos antiguamente abundaba la nutria (Lutra lutra), pero hoy es una especie ocasional; también aparece el conejo (Oryctolagus cuniculus), especie introducida en las islas. Son muy abundantes, las lagartijas ibéricas (Podarcis hispanica); y es importante también la presencia del eslizón ibérico también llamado eslizón de cinco dedos (Chalcides bedriagai) una especie endémica de la península Ibérica y escasa en Galicia.
Los fondos marinos de esta zona son muy ricos en fauna y flora y. barcos hundidos. Abundan los bosques de algas pardas de los géneros Laminaria y Saccorhiza, además de una gran diversidad otras de algas rojas y verdes. Las aguas de las Cíes también son muy ricas en peces, crustáceos y moluscos.