Elle est la plus petite des trois îles de l'archipel des îles d'Or, aux côtés de Porquerolles et Le Levant, avec ses 4 km de longueur, 2,5 km de largeur et ses 10 km². Après divers propriétaires, l'île fut partiellement acquise en 1921 par le couple de Marceline et Marcel Henry, qui s'attacha à sa mise en valeur et surtout à sa préservation. Après la mort de son mari, Marceline fit don de l'île à l'État, en posant comme condition la création d'un parc maritime pour assurer la conservation de la faune et de la flore. C'est ainsi que le parc national de Port-Cros voit le jour en 1963. Figurant parmi les dix parcs nationaux français, il est également le plus ancien parc marin en Europe et en France. Port-Cros est un antre de la nature sauvage. Située sur les itinéraires migrateurs entre l'Europe et l'Afrique, l'île est devenue une étape de prédilection pour plus de 120 espèces d'oiseaux migrateurs, dont une trentaine sont nicheuses. Outre le ballet incessant des goélands et des cormorans huppés, on y trouve des espèces très rares, comme le faucon d'Éléonore, le goéland leucophée, le puffin cendré, le faucon crécerelle, le rossignol Philomène. On y trouve aussi en grand nombre les couleuvres de Montpellier et à échelons, le rat noir - qui vit dans les arbres -, la chauve-souris, le lézard. Couverte d'une végétation typiquement méditerranéenne, Port-Cros abrite également quelques espèces végétales rares telles que l'herbe aux chats.
Les plus beaux sites de l'île sont le vallon noir, la baie de Port-Man, le vallon de la Solitude, la plage Sud. Attention, l'île se découvre uniquement à pied.