Онекотан принадлежит к северной группе островов Курильской Островной Дуги.
Остров в плане имеет форму, близкую к треугольнику с основанием на юге в виде дуги, выгнутой в ту же сторону. Длина с юго-юго-запада на северо-северо-восток 42,5 км, ширина на юге около 16,7 км, на севере 11 км, площадь около 315 км2.
На острове находятся действующие вулканы с кальдерами: Креницына (1324 м, назван в честь капитана 1-го ранга П. К. Креницына) в южной части и Немо (1019 м) в северной части.
Озеро Черное, вулкан Немо
Кальдеры заполняют озёра. На юге кальдера вулкана Креницына полностью затоплена водой, над которой возвышается современная вулканическая постройка. Озеро имеет форму окружности около 15 км и, благодаря своей кольцеобразной форме, называется Кольцевое. На севере, кальдера вулкана Немо заполнена водой лишь на северо-востоке, образуя озеро Чёрное более 4 км длиной и около 2 км шириной.
Вулкан Креницына
На острове 7 речек длиной более 5 км. Наиболее крупная река Озёрная (длина около 8 км), протекает в южной части кальдеры вулкана Немо и впадает в Охотское море. Почти такая же по длине река Кедровка протекает в центральной части острова и впадает в Тихий океан.
Необитаем.