Céphalonie est l'île principale de l'unité régionale, couvrant 773 km2 (300 mi2) et ayant une densité de population de 55 personnes par km2 (140/mi2). Argostoli abrite un tiers de la population de l'île. Lixouri est la deuxième plus grande ville de la préfecture et les deux villes réunies représentent environ les deux tiers de la population de la préfecture.
Petalas Island et Asteris Island sont les deux grandes îles, mais elles sont désertes.
Céphalonie est située dans une zone sismique, et chaque année, des centaines de minuscules secousses non enregistrées se produisent. Un grand tremblement de terre a dévasté pratiquement tous les villages de l'île en 1953, ne laissant que Fiskardo au nord indemne.
Le lac Melissani, les cavernes de Drogarati et la lagune de Koutavos près d'Argostoli sont également des caractéristiques naturelles remarquables.
L'île possède une biodiversité diversifiée, y compris plusieurs espèces indigènes et peu communes. Certains sites ont été désignés sites Natura 2000 par l'Union européenne.
Le mont Ainos, avec une hauteur de 1628 mètres, est le point culminant de l'île ; à l'ouest-nord-ouest se trouvent les montagnes Paliki, qui comprennent Lixouri, ainsi que Geraneia (Gerania) et Agia Dynati. Le sommet du mont Ainos est un parc naturel avec des sapins.
La sylviculture est peu commune sur l'île, bien que sa production de bois soit parmi les plus importantes des îles Ioniennes, mais inférieure à celle d'Elia dans le Péloponnèse. Les incendies de forêt étaient répandus dans les années 1990 et au début des années 2000, et ils continuent de représenter un danger important pour la population.
Faune
Céphalonie est bien connue pour sa population de tortues caouannes en voie de disparition, qui niche sur plusieurs plages autour de la côte sud de l'île. Une petite colonie de phoques moines méditerranéens en voie de disparition, Monachus monachus, vit également le long du littoral de l'île, en particulier dans les zones de la côte inaccessibles aux personnes en raison de la topographie. Les grottes le long de cette partie de la côte sont d'excellents endroits où les phoques peuvent donner naissance à leurs petits et les allaiter pendant les premiers mois de leur vie.
L'île est connue pour abriter la martre des pins.
Plus de 200 espèces d'oiseaux ont été aperçues sur l'île.