棉花屿是东南高、西北低的地势，北部属于台地地形，是一座由灰黑色橄榄石、古辉铜石和玄武岩所组成的火山岛，东西长度约为530公尺，南北则为800公尺，海拔最高是61公尺，周长为2200公尺。棉花屿全岛皆被火山熔岩给覆盖，坚硬多孔的岩脉因具有较强的抗风化与抗侵蚀性质，经年累月下形成了岩骨，和岸边的海蚀洞成为此岛屿的特殊地质景观。棉花屿几乎都是平直的断崖，只有西岸西北角的一个小湾允许登陆，但又因岛屿与岩礁之间距离太短，且风势太强大，船隻停泊有相当高的难度。棉花屿的东侧还有一座高25公尺岩礁伫立在海面上，称为「屏风岩」。