มีเนื้อที่ทั้งสิ้น 650 ตารางกิโลเมตร ประกอบด้วยเกาะต่างๆ ที่มากถึง 52 เกาะ เรียงรายตั้งแต่เขตอำเภอแหลมงอบ อำเภอเมือง และอำเภอคลองใหญ่ เกาะที่สำคัญที่สุด คือ เกาะช้าง นอกจากนี้ยังมีเกาะอื่นๆ ที่ยังคงสภาพความสวยงามตามธรรมชาติได้แก่ เกาะคลุ้ม เกาะเหลายาใน เกาะง่าม เกาะไม้ซี้ใหญ่ เกาะหวาย เกาะรัง ฯลฯ ที่ทำการอุทยานฯ ตั้งอยู่ทางฝั่งตะวันออกของเกาะช้างใกล้คลองธารมะยมที่ด้านหน้ามีท่าเทียบเรือขนาดใหญ่ของอุทยานฯ นอกจากนี้ยังมีหน่วยพิทักษ์อุทยานฯ อีก 3 จุด ซึ่งล้วนอยู่บนเกาะช้าง คือ บริเวณอ่าวคลองสน บริเวณทางเข้าน้ำตกคลองพลู และบริเวณหมู่บ้านสลักเพชร