La isla, que es una prolongación de una estribación de la cordillera de la Costa que se sumerge al sur de su costa, en Punta Lavapié, se ubica frente a las costas del Golfo de Arauco, perteneciendo administrativamente a la comuna de Coronel, de la provincia de Concepción.

La Isla Santa María tiene 11,5 kilómetros de largo, en sentido norte-sur, y entre 0,5 y 6,5 km de ancho, en sentido este-oeste, abarcando una superficie total de 35 km².

Geográficamente la isla posee un relieve escarpado formado por acantilados de hasta 70 metros de altura. Esta situación se da preferentemente en la zona occidental ya que la parte oriental y central se desarrolla una extensa península arenosa, que termina en una ensenada, y al norte hay una gran bahía. En este sector es donde se localizan los dos pueblos de la isla: Puerto Norte y Puerto Sur cuya principal actividad es la pesca artesanal y la recolección de mariscos.

La isla posee alrededor de 2.200 habitantes, ubicándose la mayoría de éstos en el Puerto Sur (1.320 personas) donde también se encuentra el aeródromo de la isla y los principales servicios.