Saltholm ligger i Øresund ca. 4 km øst for Amager. Øen har et areal på knap 1.700 ha og omfatter et stort antal småholme, heriblandt Svaneklapperne i syd. Det meste af øen ligger 1 m.o.h., og kun enkelte steder nås højder på 2‑3 m.o.h. Store dele af øen overskylles derfor jævnligt af havet.
Den lavtliggende ø opstod på en abrasionsflade i den danienkalk, som udgør toppen af de prækvartære lag under det meste af Tårnby Kommune. For 7.000 år siden blev øen overskyllet, da Littorinahavet trængte ind i Øresund, og først da landhævningen for 4.000‑3.000 år siden vandt over havstigningen, dukkede Saltholm atter op af havet.
Omkring øen findes et bredt flak, som dæmper bølgerne. Det gør det muligt for vegetationen at nå helt ud på strandplanet, om end der ofte ses en lille erosionskant i strandengen. Overalt på strandplanet og især langs sydkysten ligger store stenblokke, som isen førte med sig under sidste istid.
Nord-, vest- og sydkysten præges af talrige holme, stenklynger og stentanger af flint og kalk. Vestkysten ligner en forrevet skærgårdskyst, mens østkysten er lidt højere og delvis udlignet med strandvolde. På de eksponerede dele af nord- og nordvestkysten findes strandvolde oven på strandengen. Mens strandplanet domineres af skarpkantet flint, består voldene af afrundede kalksten. Det skyldes, at strandvoldene er opstået under ekstreme vejrforhold, hvor stormbølger ved høj vandstand har bragt de lette kalksten op på strandengen, mens de lidt tungere flintesten er blevet liggende på strandplanet. I øens sydvestlige hjørne findes lange landfaste sandbarrierer, som er opstået efter 1970 og er et ret atypisk træk for Saltholms kyst.
Den sydøstlige del af Saltholm med Svaneklapperne og havområdet Sækken er et godt eksempel på en østdansk »tidevandskyst«. Tidevandet ligger dog kun på ca. 20 cm, og variationen i vandstanden er hovedsagelig betinget af de gældende vejrforhold. På denne del af Saltholm er kysten meget uregelmæssig med mange loer fra de tidvis oversvømmede strandenge. Ser man bort fra alle stenene, har området således et karakteristisk marskpræg.
Næsten hele øen dækkes af strandenge, og plantelivet består da også overvejende af typiske strandengsplanter med flere sjældne arter som musehale, strandrødtop og øresundshønsetarm. Desuden huser øen landets største bestand af blå iris. På Saltholm findes desuden tre små plantager på ca. 2‑3,3 ha.
Saltholm er en af Østdanmarks vigtigste fuglelokaliteter, og i træktiden besøges øen af hundredtusinder af fugle. I alt er der observeret hen ved 230 forskellige fuglearter, om end flere af dem kun er set ganske få gange. Ynglefuglene tæller bl.a. strandskade, klyde, stor præstekrave, vibe, stor kobbersneppe, rødben, hættemåge, stormmåge, fjordterne, havterne og dværgterne samt landets største yngleforekomster af ederfugl, bramgås og storspove. I 2008 etablerede også den sjældne rovterne sig som ynglefugl, og i 2014 ynglede sølvhejren regelmæssigt på øen.
Saltholm blev fredet i 1983, og i 1988 blev det meste af øen udlagt som vildtreservat. Vildtreservatet er blevet udvidet i hhv. 1993 og 2013, så det i dag omfatter hele øen samt Svaneklapperne og det omkringliggende farvand. Derudover er Saltholm udpeget som habitat- og fuglebeskyttelsesområde.
På den sydlige del af Saltholm samt på Svaneklapperne er der færdselsforbud året rundt, mens man i fuglenes yngleperiode fra d. 1. april til d. 15. juli kun må færdes på den nordlige del af øen ned til hegningen mellem Holmegård og Gammelgårdsbrønd.
