L’isola è costituita esclusivamente da litotipi attribuiti al Paleozoico e rappresentati da un granito biotitico a struttura porfirica. Le coste del settore occidentale non sono molto ripide, mentre quelle del settore orientale sono più o meno frastagliate e ricche di falesie. La loro morfologia è determinata essenzialmente dal moto ondoso e dall’azione erosiva del vento. L’importanza fitogeografica è determinata dalla presenza dell’habitat a ginepro turbinato che ricolonizza, anche se lentamente, il sito. Tra le specie degne di nota si segnala il bambagione annuale, una graminacea con baricentro mediterraneo orientale, nota in Italia anche per l’isola di Capraia. Altrettanto importante il consistente componente endemico che comprende, tra le altre, la ferula di Arrigoni, la silene della Valsecchi, due specie per le quali Serpentara rappresenta l’habitat classico. Zona importante per la nidificazione di specie pelagiche prioritarie per la Direttiva “Uccelli”.