大金山岛位于杭州湾口北部，距大陆金山嘴6.2公里。该岛平面形态略呈菱形，中部宽阔，西部狭窄，最长处963米，最宽处437米，海岸线长度2390米，面积0.229平方公里，主峰高103.4米，是上海市最高和最大的基岩岛。该岛与小金山岛和浮山岛都曾是陆上的弧丘，后因海面上升、海岸侵蚀后退而孤立-中。五代以前称“钊山”，晋代以后称“金山”。大金山岛岩性以酸性石英斑岩，夹杂有流纹岩、火山角砾岩、英安岩等。该岛受波浪侵蚀，形成海蚀崕、海蚀平台和海蚀柱等地貌形态。在岛的西南部有一片长750米、宽50～60米的砾石滩。岛上有两处水井，面积10～20平方米，深度4.5米。此外，在山腹坑道内有两处泉水，水中硫和铁的含量较高，水呈酸性。大小金山岛间，历史上称为“金山门”，门内即为金山门海峡。金山门海峡深槽长约25公里，最宽处在3公里左右，最大水深可达50米左右。大金山岛周围海域底质以泥质粉砂为主，局部地区有粉砂和细砂分布，冲刷严重的地方有老的海相粘土初露。
大金山岛土壤类型为褐色山地黄壤。岛上植被属中亚热带地带性植被，受人类影响较小，仍保持着原始植被状态。岛上植被茂盛，落叶阔叶林有日本野桐、黄檀、算盘子群落；常绿阔叶林有红楠群落和青冈砾群落。此外，还有竹林，类型有篌竹群落等。岛上还有灌木、草本植物和蕨类植物分布。由于该岛远离大陆，遭受人类影响较小，基本上仍保持着原始状态，是“金山三岛海洋生态自然保护区”中最大的岛屿。大金山岛过去曾有过部队驻防，现无定居者，但因岛上养殖猕猴而时有饲养员临时性居住。
小金山岛位于杭州湾口北部，距大陆金山嘴4.1公里。该岛地势平坦，呈西北-东南走向，最长处450米，最宽处247米，主峰高32.5米，海岸线长度1010米，面积0.036平方公里，是“金山三岛海洋生态自然保护区”的一部分。
浮山岛位于杭州湾口北部，大金山岛南630米的海面上。海岛外廓呈椭圆状，山体浑圆无峰，整个山体形态似乌龟，俗称“乌龟山”，古代亦称“王盘山”。浮山岛全长约290米，最宽处183米，面积0.031平方公里，海岸线长度1260米，主峰高30.8米。浮山岛是由中酸性火山岩和红色碎屑岩组成的基岩岛，主要岩石有石英斑岩、火山角砾岩和英安岩等。由于山体受海浪和大风侵蚀，风化强烈，岩石裸露，岛上无乔木和灌木，仅在岩缝中生长刺槐杂草，还有少量蕨类、苔藓、地衣等低等植物，该岛也是“金山三岛海洋生态自然保护区”的一部分。岛上无水源，也无人定居。
