Η Κάσος βρίσκεται ανατολικά της Κρήτης και νοτιοδυτικά της Καρπάθου, περιβάλεται δε από συστάδες νησίδων τα λεγόμενα Κασονήσια.
Η χλωρίδα της χαρακτηρίζεται από φρύγανα και ξηροφυτικά είδη όπως Genista acanthothamnos, Coridothymus capitatus (Θυμάρι, αρωματικός θάμνος με μωβ άνθη), Sarcopoterium spinosum, Silene holzmani το οποίο προστατεύεται από την συνθήκη της Βέρνης και την Ελληνική Νομοθεσία . Στην νοτιοδυτική πλευρά της Κάσου υπάρχει μικρή έκταση με κέδρους Juniperus phoenicea.
Ιδιαίτερη αναφορά στη χλωρίδα της Κάσου έχει κάνει ο Μηνάς Ηλ.Περσελής μέσω του βιβλίου του «Τα αγριολούλουδα της Κάσου».
Η Κάσος εΙναι μέρος του σημαντικού βιότοπου της Μεσογειακής Φώκιας «monachus monachus» που ξεκινά από τη Σαρία (βορείως της Καρπάθου) και φτάνει μέχρι τις δυτικές άκρες της Κάσου. Διαθέτει επίσης μεγάλο πλήθος εντόμων, ερπετών και μεγάλη ποικιλία ψαριών στην θαλάσσια περιοχή της.
Αξιοσημείωτο είναι ότι η Κάσος φιλοξενεί μεγάλη ποικιλία πουλιών και έχει οριστεί από την Ελληνική Ορνιθολογική Εταιρεία ως «σημαντική περιοχή» για τα πουλιά της Ελλάδας.
Αναλυτικότερα τα είδη πουλιών είναι : o αρτέμης, ο θαλασσοκόρακας, ο πετρίλος, ο μικροτσικνιάς, η χαλκουρούνα, η κοκκινοκαλιακούδα, ο αιγαιόγλαρος, ο πετρίτης, ο μαυροπετρίτης και ο σπιζαετός.
Σημαντική περιοχή για τα πουλιά έχει ορισθεί και ο υγρότοπος στο δυτικό άκρο του νησιού Αρμάθια, ο οποίος έχει δύο διακριτά καρστικά βυθίσματα που επικοινωνούν υπόγεια μεταξύ τους και διατηρούν αλμυρό νερό για όλο το χρόνο. Στον υγρότοπο υπάρχει υφυδατική βλάστηση ενώ περιμετρικά απαντώνται αλόφιλα είδη. Έχει επίσης ορισθεί ως Καταφυγίου Άγριας Ζωής (ΦΕΚ 1149/Β/2002) ενώ προστατεύεται από το Π.Δ. των μικρών νησιωτικών υγροτόπων της Ελλάδας (ΦΕΚ 229/ΑΑΠ/2012).
