L’isola si estende per 477.395 km2 ed è lunga 43 km per 13 km di larghezza. È separata dalla Turchia da circa 1.6 km attraverso lo stretto di Mycale. Ricca di montagne, Samos ha inoltre diverse pianure feritili. Un’ampia porzione dell’isola è ricoperta da vigneti, dai quali viene prodotto il vino moscato. Le città principali, oltre alla capitale, Vathy, situata a nord-est, sono Karlovasi, a nord-ovest, Pythagoreio, a sud-est e Marathokampos a sud-ovest.