礼文岛多海蚀崖，虽海拔不高但气候寒冷，属冰缘形地形，有高山性植物群落。

礼文岛是座丘陵性地形的离岛。

岛屿北部和南部有标高100m左右，形成于第四纪更新世时期的海岸段丘。

集落多集中在东海岸和北部及南部，西海岸则有元地、宇远内、西上泊、铁府等集落。礼文岛的东海岸和北部有香深、船泊等岛上的中心集落，交通相对较为便捷。

礼文岛的东部有一条纵贯全岛的公路，途径岛屿的北部、东部和南部。但纵贯西海岸的道路是林道，车辆无法通行。

在礼文岛上发现了自白垩纪至新第三纪中新世在海底堆积的砂岩和泥岩，以及火山岩的地层。另外在地藏地蔵岩的附近发现了1亿1150万年前的菊石目的化石。

岛上新第三纪中新世的地层则主要来自于海底火山的残骸，主要出现在须古顿岬的附近。白垩纪的地层主要出现在以礼文岳为中心的岛屿中部。

另外桃岩是在约1300万年前岩浆自海底喷出时形成，由这些证据来看，礼文岛应该是在海底形成的。

西海岸地形险峻，加上全年都有自西吹来的强季节风，气候也十分严峻，因此高大的树木难以生长，植被较为荒凉，最多的植物是华箬竹。

礼文岛各处都可看到安山岩、玄武岩的柱状节理以岩脉的形式出现。另外礼文岛还产出化石和燧石。

礼文岛上生存有日本歌鸲、红喉歌鸲、日本树莺、苍眉蝗莺、北蝗莺等鸟类，久种湖附近有时可以看见牛背鹭、大田鹬、小辫鸻、戴胜等鸟类。海岸地区生存有暗绿背鸬鹚、黑尾鸥、灰背鸥。

在哺乳动物方面，岛上没有棕熊、虾夷鹿、狐狸，但生存有日本鼬（移入种）、花栗鼠、谷地鼠、鼩鼱、蝙蝠。

以前还生存有虾夷栗鼠、小飞鼠、日本伶鼬、日本水獭、日本海狮、领航鲸，但已经灭绝。礼文岛过去曾是日本海狮的生息地之一，自绳文时代开始，在礼文岛就有狩猎水獭的活动。

1974年，有人在礼文岛目击到日本水獭出现，这也是除了竹岛（韩国称独岛）的目击记录之外之外最后的日本水獭目击记录。

另外，该岛和千叶县也是日本国内仅有的两个出土过领航鲸的地区。在礼文岛栖息的鳍足类动物则有北海狮和斑海豹。

虽然北海狮被日本环境省指定为濒危动物，但由于会造成渔业损害，当地人时有捕杀北海狮。

礼文岛现在已很少能看到鲸鱼类出现，但有时仍能确认到小须鲸、贝氏喙鲸、史氏中喙鲸、虎鲸、太平洋短吻海豚、多尔鼠海豚、鼠海豚出现，有时也能看到白鲸。

据考古学上的发现和捕获记録来看，在捕鲸时代之前，礼文岛曾有不少灰鲸和北太平洋露脊鲸、座头鲸、长须鲸等大型鲸生存。

岛上的针叶树大多是椴松，落叶阔叶树则多是岳桦、龙江柳，在低标高处也有偃松分布。岛上草原的主要植物则是千岛笹。

礼文岛形成在新生代第三纪或在其之前。在岛上的香深井和船泊发现了先史时代的鄂霍次克文化期的遗迹，并且岛上也发现了爱努时期的堡垒遗迹。1456年时，岛上的香深井爱努部落和矶谷爱努部落在现在的桃岩附近交战。

1685年时，礼文岛成为松前藩直辖的宗谷场所的附属场所。

之后宗谷场所分裂，礼文、利尻、宗谷成为独立场所。1846年时，陆奥国（青森）人首次在这里开辟渔场。

1885年时，小樽-利尻-礼文之间的航路开始通航。进入大正时代后，礼文岛上开始开采煤矿。