Cephalonia er den regionale enhetens største øy, som dekker 773 km2 (300 mi2) og har en befolkningstetthet på 55 personer per km2 (140/mi2). Argostoli er hjemsted for en tredjedel av øyas befolkning. Lixouri er prefekturens nest største by, og de to byene utgjør til sammen omtrent to tredjedeler av prefekturets befolkning.
Petalas Island og Asteris Island er de to store øyene, men de er øde.
Cephalonia ligger i en jordskjelvsone, og hvert år oppstår hundrevis av små, uregistrerte skjelvinger. Et stort jordskjelv ødela praktisk talt alle øyas landsbyer i 1953, og etterlot bare Fiskardo i nord uskadd.
Melissani-sjøen, Drogarati-hulene og Koutavos-lagunen nær Argostoli er også bemerkelsesverdige naturtrekk.
Øya har et mangfoldig biologisk mangfold, inkludert flere urfolk og uvanlige arter. Noen steder har blitt utpekt som Natura 2000-områder av EU.
Mount Ainos, med en høyde på 1628 meter, er det høyeste punktet på øya; i vest-nordvest ligger Paliki-fjellene, som inkluderer Lixouri, samt Geraneia (Gerania) og Agia Dynati. Toppen av Mount Ainos er en naturpark med grantrær.
Skogbruk er uvanlig på øya, selv om treproduksjonen er blant de største på de joniske øyene, men mindre enn den til Elia på Peloponnes. Skogbranner var utbredt på 1990-tallet og begynnelsen av 2000-tallet, og de representerer fortsatt en betydelig fare for folket.
Fauna
Cephalonia er kjent for sin truede bestand av skilpadder, som hekker på flere strender rundt øyas sørkyst. En liten koloni av den truede middelhavsmunkeselen, Monachus monachus, lever også langs øyas kyst, spesielt på områder av kysten som er utilgjengelige for folk på grunn av topografien. Grotter langs denne kyststrekningen er flotte steder for seler å føde valpene og amme dem de første månedene av livet.
Øya er kjent for å være hjemsted for den europeiske furumåren.
Over 200 fuglearter er sett på øya.