龜山島位於宜蘭東方約10公里之海域，為孤懸於海中之火山島嶼，外貌酷似浮龜而得名，，海岸線長約10公里，主要由兩座火山體組成龜頭和龜甲，龜尾部位是一片細長的砂洲，隨著潮水漲落，就像是烏龜擺尾。最近期噴發距今已久遠至約公元前5000年。目前仍有溫泉及硫氣孔等火山活動，屬於活火山。其岩層主要是由安山岩質的熔岩流和火山集塊岩構成。島上最高點為龜甲山峰海拔398公尺，加上3米的兩層觀景臺共高401公尺，稱為「401高地」，為台灣離島的第二高山，僅次於蘭嶼紅頭山。另外，緊鄰峭壁的龜首山峰高達239公尺，而龜尾山峰則為141公尺。島上有兩個湖泊，分別為較小的龜首湖（潭）和較大的龜尾湖（潭），另有溫泉、冷泉、海蝕洞、硫氣孔等景觀。特殊動植物生態及海洋資源相當豐富。 龜山島熔岩與集塊岩大抵以兩輝安山岩為主，輝石以紫蘇輝石佔大多數，下部厚得30公尺，緻密或多孔質互見，流狀組織顯著，上覆之集塊岩厚10公尺以上，層理發達並含浮石，北部者安山岩流與集塊岩互層，每層厚20~30公尺，龜頭多由集塊岩構成，北傾25°，龜尾之沙嘴長1公里，向西北延伸，經常隨當地東北（冬）或東南（夏）季風之沿岸流而擺動；其東側外海並見海水溫泉。 龜山島除龜尾和北岸為礫石灘外，全島許多地方都是崩落堆積而成的崖堆、峭壁和海蝕洞；海底亦是以崩落的大礁石為主，顯然這個火山島年紀尚輕（約七千年前曾有火山活動），地形未穩固，尤其九二一地震時，龜山島南岸也有大片壁被震落到海底。 龜山島的珊瑚礁位在龜尾東北岸，分佈水深大約從岸邊一公尺以下到六公尺左右，長度約150公尺左右，擁有種類繁多且多采多姿的無脊稚動物和五顏六色的珊瑚礁魚類在此棲息。若與台灣南部珊瑚礁的規模相比較，北處屬於是範圍較小的珊瑚礁區；根據調查結果顯示，其珊瑚種類都生長在大礁石上，水深超過六公尺處即為沙泥底，珊瑚群體無法附著。

龜山島為孤懸於宜蘭縣頭城外海的火山島嶼，因外貌酷似浮龜而得名。由研究得知龜山島在1萬年以內仍有噴發活動的紀錄，是一個非常年輕且活躍的新生島嶼。


龜首是龜山島兩座主要火山之一，高239公尺，周圍以斷崖峭壁面海（卓靜慧提供）。


龜首附近常有旺盛的「海底熱泉」現象（卓靜慧提供）。