อุดมสมบูรณ์ด้วยป่าชายเลน ประกอบด้วยเกาะทางด้านทิศตะวันออกของเกาะภูเก็ตประมาณ 40 เกาะ และเอกลักษณ์ทางธรรมชาติที่สวยงาม เช่น เขาพิงกัน เขาตะปู ถ้ำลอด รวมทั้งหาดทรายสวยงาม อุทยานแห่งชาติอ่าวพังงามีเนื้อที่ทั้งหมดประมาณ 250,000 ไร่ หรือ 400 ตารางกิโลเมตร

ในปี พ.ศ. 2522 กองอุทยานแห่งชาติจึงได้เริ่มดำเนินการจัดตั้งบริเวณอ่าวพังงาเป็นอุทยานแห่งชาติ ซึ่งคณะกรรมการอุทยานแห่งชาติในคราวประชุมครั้งที่ 1/2523 เมื่อวันที่ 8 มกราคม 2523 ได้มีมติเห็นชอบกำหนดอ่าวพังงาเป็นอุทยานแห่งชาติ โดยได้มีพระราชกฤษฎีกากำหนดบริเวณที่ดินอ่าวพังงา ในท้องที่ตำบลกระโสม ตำบลกะไหล ตำบลคลองเคียน อำเภอตะกั่วทุ่ง ตำบลเกาะปันหยี อำเภอเมือง และตำบลเกาะยาวน้อย ตำบลเกาะยาวใหญ่ กิ่งอำเภอเกาะยาว อำเภอเมืองพังงา จังหวัดพังงา มีเนื้อที่ประมาณ 400 ตารางกิโลเมตร เป็นอุทยานแห่งชาติ ซึ่งประกาศไว้ในราชกิจจานุเบกษา ฉบับพิเศษ หน้า 1-2 เล่ม 98 ตอนที่ 64 เมื่อวันที่ 29 เมษายน พ.ศ. 2524 ภายใต้ชื่อว่า อุทยานแห่งชาติอ่าวพังงา นับเป็นอุทยานแห่งชาติลำดับที่ 25 ของประเทศไทย
ลักษณะโครงสร้างและธรณีสัณฐานของดินแดนภาคใต้ฝั่ง ตะวันตก เป็นบริเวณที่อยู่ใกล้กับแนวทิวเขาแกรนิต ที่เรียกว่า ทิวเขาตะนาวศรี และทิวเขาภูเก็ต อันเป็นเส้นกั้นพรมแดนไทย-พม่า ที่ทอดยาวไปจนถึงจังหวัดพังงา-ภูเก็ต เป็นทิวเขาที่เกิดในยุคครีตาเชียสกับยุคเทอร์เชียรีตอนต้น อายุประมาณ 136-36 ล้านปีมาแล้ว ภูมิสัณฐานและภูมิประเทศทั่วไปของบริเวณนี้ ยังเป็นผลมาจากลักษณะโครงสร้างที่เรียกว่า รอยเลื่อน มีชื่อทางธรณีว่า รอยเลื่อนคลองมะรุ่ย และรอยเลื่อนพังงา

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของหิน (รอยคดโค้ง-รอยเลื่อน) ของหินแกรนิต นำเอาแร่ธาตุที่มีค่ามาสะสมตกผลึก เช่น แร่ดีบุก ตะกั่ว วุลแฟรม เหล็ก พลวง แมงกานีส แบไรต์ ฟลูออไรต์ และทองคำ ซึ่งเป็นทรัพยากรสำคัญของภูมิภาคนี้ นอกจากนั้นยังมีภูเขาหินตะกอน หินแปร แทรกสลับอยู่เป็นแนว โดยเฉพาะอย่างยิ่งภูเขาหินปูนซึ่งแทรกโผล่เป็นหย่อมๆ กระจายอยู่ทั่วไป ทั้งภูเขาหินปูนที่เป็นแนวเทือกเขาสลับซับซ้อนหรือภูเขาหินปูนลูกโดด และยังปรากฏว่ามี ซากดึกดำบรรพ์ (ฟอสซิล) อีกการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติดังกล่าวทำให้เกิดเป็นช่อง โพรงหรือถ้ำมากมาย

ส่วนภูเขาหินดินดานบางแห่งสลายตัวกลายเป็นหย่อมเนินเขาขนาดเล็กบ้างใหญ่บ้าง การยุบตัวของแผ่นดินทางด้านตะวันตกทำให้เกิดเป็นชายฝั่งขรุขระ เว้าๆ แหว่งๆ เกิดเป็นอ่าวและเกาะซึ่งเป็นภูเขาหินปูนลูกโดด กระจายอยู่ตามฝั่งมากมาย โดยเฉพาะในเขตจังหวัดพังงา กระบี่ ตรัง และสตูล โดยกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ ของพื้นที่อุทยานแห่งชาติอ่าวพังงา เป็นท้องทะเล พื้นทะเลเป็นดินเลน โคลน และทราย เป็นส่วนใหญ่ มีภูเขาหินปูน โผล่อยู่กลางน้ำ กระจายทั่วบริเวณอ่าวพังงา มีลักษณะสวยงาม โดดเด่น รูปร่างแปลกๆ มากมาย ประกอบไปด้วย เกาะน้อยใหญ่ ประมาณ 42 เกาะ เช่น เกาะเขาเต่า เกาะพระอาตเฒ่า ฯลฯ ซึ่งแต่ละเกาะก็จะมีสภาพธรรมชาติที่แตกต่างกันไปและมีความ สวยงามเฉพาะตัว
เนื่องจากภาคใต้ฝั่งตะวันตกเป็นฝั่งทะเลเปิด จึงได้รับลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้เต็มที่ในระหว่างเดือนพฤษภาคมถึงเดือนกันยายน ทะเลมีคลื่นลมจัด ฝั่งทะเลช่วงใดที่ไม่มีเกาะกำบังจึงกลายเป็นฝั่งซึ่งมีหาดทรายชันและน้ำลึกในระยะใกล้ฝั่ง ส่วนฝั่งทะเลช่วงที่มีเกาะกำบังลมด้านนอก หรือฝั่งตอนที่เป็นอ่าวเว้าไม่รับลมมรสุมเต็มที่ จะมีลักษณะเป็นบริเวณที่พื้นดินอ่อนเป็นโคลนเลน มีป่าชายเลนขึ้นหนาแน่นตามขอบฝั่งและเลยลึกเข้าไปในฝั่งที่น้ำเค็มเข้าไปถึง ลักษณะเช่นนี้จะเห็นได้ชัดบริเวณอ่าวพังงา จังหวัดพังงา นี้เอง