Cefalonia es la isla principal de la unidad regional, cubre 773 km2 (300 mi2) y tiene una densidad de población de 55 personas por km2 (140/mi2). Argostoli es el hogar de un tercio de la población de la isla. Lixouri es la segunda ciudad más grande de la prefectura, y las dos ciudades combinadas representan alrededor de dos tercios de la población de la prefectura.
Petalas Island y Asteris Island son las dos islas grandes, sin embargo, están desiertas.
Cefalonia se encuentra en una zona sísmica, y cada año ocurren cientos de pequeños temblores no registrados. Un gran terremoto devastó prácticamente todos los pueblos de la isla en 1953, dejando solo Fiskardo en el norte ileso.
El lago Melissani, las cavernas de Drogarati y la laguna de Koutavos cerca de Argostoli también son características naturales dignas de mención.
La isla cuenta con una biodiversidad diversa, incluidas varias especies autóctonas y poco comunes. Algunos lugares han sido designados como sitios Natura 2000 por la Unión Europea.
El monte Ainos, con una altura de 1628 metros, es el punto más alto de la isla; al oeste-noroeste se encuentran las montañas Paliki, que incluyen Lixouri, así como Geraneia (Gerania) y Agia Dynati. La cumbre del monte Ainos es un parque natural con abetos.
La silvicultura es poco común en la isla, aunque su producción de madera se encuentra entre las mayores de las islas Jónicas, pero menor que la de Elia en el Peloponeso. Los incendios forestales prevalecieron en la década de 1990 y principios de la de 2000 y continúan representando un peligro significativo para las personas.
Fauna
Cefalonia es bien conocida por su población de tortugas bobas en peligro de extinción, que anida en varias playas alrededor de la costa sur de la isla. Una pequeña colonia de la foca monje del Mediterráneo en peligro de extinción, Monachus monachus, también vive a lo largo de la costa de la isla, particularmente en áreas de la costa que son inaccesibles para las personas debido a la topografía. Las cuevas a lo largo de este tramo de la costa son excelentes lugares para que las focas den a luz a sus crías y las amamanten durante los primeros meses de su vida.
La isla es conocida por ser el hogar de la marta europea.
Se han avistado más de 200 especies de aves en la isla.