東沙群島的主體是一個直徑約25公里,面積約5萬公頃,近乎圓形的環礁,其面積之大及形狀之圓,為全球各區域之環礁所僅見,該環礁是我國海域中惟一的環礁地景,屬世界級的珍貴自然資產。東沙島面積約174公頃,周圍海岸線長約8,000公尺,為南海諸島中最大的島嶼。全區地勢低平,最高處海拔僅約7.8公尺,環抱一處面積約64公頃之潟湖。
東沙島是由珊瑚及貝類等生物碎屑堆積組成,為許多熱帶植物分布的北界。島上植物經多次調查,目前已知有210種植物,大多為泛熱帶性的種類,其中原生植物約有104種,原生植物中之白避霜花、橙花破布子及海人樹等在台灣無分布記錄。草海桐是島上分布最廣的灌叢。鳥類調查至2009年止,已有231種,以候鳥為主。哺乳類動物有東亞家蝠、家鼷鼠與大鼠;兩棲及爬蟲類則僅有盲蛇、蠍虎;大型甲殼類動物有3科10種,最常見且體型最大的陸蟹為凶狠圓軸蟹;軟體動物有13科26種,體型最大且數量最多的是非洲大蝸牛;昆蟲則有186種,而數量最多的蝴蝶則是幻紫斑蝶海南亞種;蜘蛛有11種,其中跳蜘蛛科為東沙島上數量最多的物種,另有著細長大螯和全身黑褐色斑點為其特徵的斑點蠍,在台灣僅分布於東沙島和太平島。
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