Mljet se nalazi u južnodalmatinskoj otočnoj skupini. Pruža se paralelno s istočnom polovicom poluotoka Pelješca od kojeg je odvojen Mljetskim kanalom širine 8 km. Sjeverozapadni kraj otoka (rt Goli) udaljen je od Korčule 18 km, a rt Gruj na jugoistočnom kraju otoka udaljen je od Dubrovnika 30 km. Mljet je dug 37 km s prosječnom širinom 3 km i površinom od 100,4 km2. Najveće brdo na Mljetu je Veliki Grad s 514 m n.m., a pruža se sredinom otoka iznad Babinog Polja.
Mljet pripada mediteranskom klimatskom području sa suhim, vedrim i vrlo toplim ljetom, te kišovitim, ali blagim zimama, s najviše oborina potkraj jeseni i početkom zime. To je naš najzeleniji otok, bujne mediteranske vegetacije, bistrog i čistog mora, pitomih uvala, bogatog podmorskog živog svijeta. Tko jednom upozna taj povijesni otok čudesne ljepote i izvorne prirode postaje njegovim zaljubljenikom i rado mu se ponovno vraća. Zbog vrlo blage mediteranske klime i sastava tla, na Mljetu je razvijena bujna vegetacija koja se javlja u dva osnovna oblika: alepski bor (tvori najljepši i najsačuvaniji tip šume na Mediteranu oko Velikog i Malog jezera, sela Goveđari, uvale Pomena, brda Bugari i Gaja, uvale Sutmiholjske i polja Sutmihajla) i vazdazelena šuma hrasta crnike ili česvine (sačuvane na lokacijama: Velika dolina, Valakija, Planjak, Kneže polje, Ivanje polje i Nikin dolac), te antropogeno degradirani oblici vegetacije u koje se ubrajaju makija, garig i kamenjar. Specifična ekološka sredina čija je glavna karakteristika izoliranost i mala površina otočnog ambijenta, te šumovitost i slaba napučenost, omogućuje razvitak brojnih životinjskih vrsta.
Na otoku žive kuna bjelica, kopnena kornjača, sivi puh, bjeloprsi jež, brojne ptice poput škanjca osaša, morskog vranca i šumske sove, invazivne vrste mali indijski mungos i divlja svinja te nekoliko vrsta zmija i guštera.
Mljet je uvelike uspio sačuvati svoju prirodnu izvornost i autentičnost zahvaljujući zemljopisnom položaju i činjenici da je udaljen od kopna. More, jaki valovi, morske struje i vjetrovi oblikovali su današnju strukturu mljetskih obala koje obiluju uvalama, spiljama, garmama i stijenama. Otok je nastao uzdizanjem iz mora, pa tvori samo dio kopna od kojega je odvojen. More je oko njegovih obala toplije i slanije nego na sjeveru Jadrana. Zimi je more hladnije samo u dubokim uvalama i Mljetskim jezerima, i to u hladnijim razdobljima. Ljeti je more ugodno toplo za kupanje, a uz samu obalu, u uvalama i osobito u Mljetskim jezerima toplije je 2-3 °C nego na pučini. Za velikih ljetnih vrućina, zbog bujne vegetacije i čistog zraka, i najtopliji su dani ugodni. Te blagodati mora i vegetacije osjećaju se po cijelom otoku. Na Mljetu postoji nekoliko izvora pitke vode te lokvi bočate vode, zvanih blatine, koje su uvrštenjem u ekološku mrežu EU Natura 2000 prepoznate kao važno stanište i na europskom nivou.