男女群島はすべての島が均質な溶結凝灰岩から成り立つ[1]。海岸線は海食崖により囲まれており、柱状節理が随所にみられる[1]。植物は、暖温帯性（北方系）のタブノキやヤブニッケイ等と亜熱帯性（南方系）のオオタニワタリやクワズイモ等が混生する。また、マルバニッケイなどの北限地に当たる[1]。

動物は、天然記念物であるカラスバトやアカヒゲが生息する他、爬虫類や昆虫でも例として男島にヒバカリの固有亜種ダンジョヒバカリが分布するなど珍しい種が生息する。

地質・鉱物、植物、動物の点から貴重な自然を呈しているため、1969年（昭和44年）8月18日国指定の天然記念物（天然保護区域）に指定されている。そのため、一般人の立ち入りには許可が必要である。また、オオミズナギドリやカンムリウミスズメなどの海鳥の集団繁殖地となっており、1973年（昭和48年）11月1日に国指定男女群島鳥獣保護区（集団繁殖地）に指定されている（面積416ヘクタール、全域が特別保護地区）。