Οι θαλάσσιες περιοχές της Λήμνου χαρακτηρίζονται από τα μικρά βάθη στα ανατολικά και την καλή κατάσταση των οικοσυστημάτων με την εκτεταμένη παρουσία των λιβαδιών της Posidonia. Ο Άγιος Ευστράτιος περιβάλλεται από θάλασσα ελάχιστου βάθους 200 μ ενώ οι βραχώδεις ακτές του νησιού φιλοξενούν σημαντικούς πληθυσμούς προστατευόμενων ειδών.

Οι ακτές της Λήμνου είναι δυνατόν να χωριστούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες. Τις βραχώδεις ακτές και τις ακτές με χαλαρά πετρώματα. Ακτές της πρώτης κατηγορίας συναντώνται στο ΝΔ τμήμα του νησιού, οι οποίες διαμορφώνονται από σκληρά πετρώματα της κατηγορίας των τραχειανδεσιτικών λαβών και συνήθως στις περιοχές αυτές μεταξύ βραχώδους μάζας και θαλάσσης παρεμβάλλεται στενή λωρίδα παραλίας με παράκτιες προσχώσεις.

Ακτές της δεύτερης κατηγορίας συναντώνται στο βόρειο και ανατολικό τμήμα του νησιού. Οι ακτές διαμορφώνονται από μαλακά σχετικά ιζηματογενή πετρώματα, τα οποία συχνά περιέχουν σκληρότερα στρώματα ψαμμιτών ή κροκαλοπάγων.

Οι χρυσές ακρογιαλιές και τα απάνεμα λιμανάκια που σχηματίζονται στις Λημνιακές ακτές είναι ένα από τα πιο ελκυστικά και όμορφα χαρακτηριστικά της.
Το κλίμα της Λήμνου είναι εύκρατο αιγαιοπελαγίτικο με ήπιους χειμώνες και δροσερά καλοκαίρια. Τις περισσότερες μέρες του χρόνου η Λήμνος λούζεται από το ζεστό ήλιο με μέση ηλιοφάνεια περισσότερες από διακόσιες μέρες το χρόνο και με μέση ετήσια θερμοκρασία να αγγίζει τους -15οC. Βασικό χαρακτηριστικό του Λημνιακού κλίματος είναι οι Βορειοανατολικοί άνεμοι που πνέουν

σημαντικά στο γεγονός αυτό. Δέντρα απαντώνται σποραδικά με μόνη εξαίρεση μια συστάδα βελανιδιών στο κέντρο του νησιού (περιοχή μεταξύ Ρεπανιδίου και Κοντοπουλίου).
Παρότι ποτάμια δεν υπάρχουν και η διοχέτευση των υπέργειων υδάτων γίνεται μέσω δικτύων χειμάρρων και μικρών ρυακιών, είναι έντονη η παρουσία νερού στην επιφάνεια των εδαφών καθώς υπάρχουν πολλοί υγροβιότοποι μεταξύ αυτών και ορισμένοι πολύ σημαντικοί.