Cù Lao Chàm có nhiều cảnh đẹp thơ mộng, như suối Tình, suối Ông, hòn Chồng, hòn Khô, hang Bà,... Ven đảo có là những bãi tắm lý tưởng với bờ cát trắng phau và làn nước trong xanh, mát lạnh như bãi Ông, bãi Bìm, bãi Chồng, bãi Bấc...
Tại Hòn Lao, đảo lớn nhất và duy nhất có dân đang sinh sống, các nhà khảo cổ đã. tìm thấy các di chỉ cư trú của cư dân cổ trên 3000 năm trước. Những di chỉ này cũng cho thấy sự giao lưu buôn bán với các nước Trung Cận Đông, Ấn Độ, Trung Hoa, Đông Nam Á cách đây trên 1000 năm. Hệ thủy lợi liên quan đến kỹ thuật trồng trọt, canh tác nông nghiệp của cư dân cổ tại vùng đảo này cũng đã được phát hiện.
Phân bố dọc sườn Tây Hòn Lao là 25 di tích tín ngưỡng, tôn giáo và cũng là những công trình kiến trúc - nghệ thuật có niên đại từ thế kỷ XVIII đến đầu thế kỷ XX. Ở Bãi Làng, Bãi Hương, một kho tàng văn hóa dân gian phong phú như sinh hoạt, ứng xử, ẩm thực, phong tục, tập quán, văn học, diễn xướng,... vẫn còn hiện hữu trong đời sống thường ngày, tất cả đã minh chứng cho bề dày lịch sử - văn hóa của vùng đảo Cù Lao Chàm.
Cù Lao Chàm có địa hình đồi núi với thảm thực vật phong phú, nhiều loài động vật và sinh vật biển quý hiếm. Không xa bờ là hệ sinh thái san hô khá đa dạng, các khối đá tạo nên nhiều cảnh quan độc đáo. Bờ Đông của đảo là sườn núi dốc đứng rất hùng vĩ. Đặc biệt, trong các hang đảo hiểm trở, có một nguồn tài nguyên vô cùng giá trị là yến sào, tổ của một loài chim có hàm lượng dinh dưỡng siêu việt, nổi tiếng thế giới.
Cùng với cảnh quan thiên nhiên, hệ sinh quyển đa dạng, phong phú, Cù Lao Chàm đã được công nhận là Khu Dự trữ Sinh quyển Thế giới ngày 26/5/2009, xứng đáng là điểm du lịch văn hóa sinh thái biển - đảo độc đáo trong tổng thể tuyến tham quan du lịch Đô thị cổ Hội An ở Miền Trung - Việt Nam.
* Bãi biển
Dọc theo bờ biển, theo hướng Tây Bắc - Đông Nam của Hòn Lao, là các bãi biển đẹp như Bãi Bấc (gồm 4 bãi nhỏ), Bãi Ông, Bãi Làng, Bãi Xép (gồm 3 bãi nhỏ), Bãi Chồng, Bãi Bìm, Bãi Hương... thoai thoải với nền cát mịn, sạch, nằm xen giữa các mỏm đá. Tại Bãi Bấc, trên nền đá mài mòn có nhiều hang động rất đẹp. Tại Bãi Ông, Bãi Làng, Bãi Hương, dân cư khai phá những dải đất bồi hẹp, tạo thành một số ruộng bậc thang sản xuất lương thực, thực phẩm.
* Suối Tình
Suối Tình bắt nguồn từ đỉnh các ngọn núi thuộc Hòn Lao, nguồn nước được chắt chiu vào mùa khô hạn, dồn chảy vào mùa mưa gió, vượt qua những thác ghềnh để cuối cùng đổ về khu dân cư Bãi Làng - Cù Lao Chàm.
Nước Suối Tình ngọt lành, trong mát, là nguồn tài nguyên, là mạch sống quý giá của dân cư trên đảo. Mỗi nơi suối chảy qua đều có những cảnh trí rất hữu tình, thơ mộng, nơi hò hẹn, gặp gỡ, tự tình và cũng là nơi se mối tơ duyên cho biết bao đôi lứa. Có lẽ vì thế nên, theo nhiều bậc lão niên, suối tự nhiên đã hóa Suối Tình, dòng suối của những câu chuyện tình dân gian lãng mạn.
* Thảm thực vật - động vật
Cù Lao Chàm là một trong số rất ít đảo của cả nước còn giữ được thảm thực vật có độ che phủ lớn, lớn nhất là rừng cây lá rộng nhiệt đới, chủ yếu ở độ cao từ 50m đến 500m với nhiều cây cho gỗ quý như gõ biển, quỷnh, lim xẹt,.... và các loại song, mây, cây làm thuốc, làm vật liệu xây dựng...
Thảm thực vật Cù Lao Chàm là nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá góp phần tạo nên môi trường sinh thái tốt cho các loài động vật với 12 loài thú, 13 loài chim, 130 loài bò sát và 5 loài ếch nhái, trong đó đáng chú ý là khỉ đuôi dài và chim yến được đưa vào sách đỏ động vật Việt Nam.
* San hô
Rạn san hô rất phổ biến ở các vùng biển nhiệt đới. Ở Cù Lao Chàm, khu vực phía Bắc Hòn Khô, Hòn Lá, Hòn Tai và Vũng Cây Chanh và Tây Bắc Hòn Mồ là những nơi có các thành phần giống loài san hô rất phong phú và đa dạng. Một trong những đặc điểm nổi bật ở vùng này là tỉ lệ san hô cứng và san hô mềm không có sự chênh lệch nhau nhiều. Cù Lao Chàm có trên 261 loài san hô thuộc 59 giống của 15 họ san hô cứng, 15 loài thuộc 11 giống của 6 họ san hô mềm, 3 loài thuỷ tức san hô, 1 loài san hô xanh và 2 loài san hô gai. Các loài san hô này sinh trưởng rất chậm, trung bình tăng từ 5-15mm theo bán kính mỗi năm.