El archipiélago de las Chafarinas está situado en la zona meridional del mar de Alborán (35º 11’ 00'' N - 2º 25’ 35'' W), a unas 27 millas al este de la ciudad española de Melilla y a 2,5 al norte de Ras El Ma (Marruecos). Consta de tres islas denominadas Congreso, Isabel II (única con presencia humana: Destacamento Militar y equipo de gestión del OAPN) y Rey. Congreso es la isla más occidental, la de mayor tamaño (25,6 has) y la que alcanza una mayor altitud (137 metros sobre el nivel del mar). Isabel II (15,1 has; 35 m.s.n.m.), se encuentra situada entre las otras dos, separada 1 km de la anterior y unos 175 m de Rey, la isla más oriental, pequeña (13,9 has) y baja (31 m s.n.m.) de las tres.
Las islas se encuentran unidas a la costa africana por una plataforma continental relativamente uniforme y de escasa profundidad (10-15 metros). Presentan un clima termomediterráneo seco muy influido por los vientos dominantes (levante o poniente).
De origen volcánico, presentan una composición litológica muy variada, con una morfología costera abrupta, donde aparecen acantilados de difícil acceso y fuerte erosión.
Datos pluviométricos mensuales de las Islas Chafarinas 2009-2010
La vegetación actual está dominada por un matorral adaptado a la salinidad y a la sequía en el que destacan las especies arbustivas de los géneros Atriplex, Suaeda y Salsola.
La fauna terrestre es pobre, si se compara con ecosistemas continentales de características semejantes. Dentro de los vertebrados destaca la ausencia de anfibios al no existir agua dulce. Entre los reptiles aparecen especies típicamente africanas como la Culebrilla ciega y el Eslizón ocelado, destacando la presencia del Eslizón de Chafarinas, uno de los saurios más raros de la cuenca mediterránea. El único ofídio detectado es la Culebra de herradura.
Las especies de aves que ocupan estas islas son de gran interés, pero el hecho más notable es la presencia de grandes colonias de gaviotas, como es el caso de la Gaviota de Audouin (Larus audouinii), que mantiene en estas islas la 2ª colonia en tamaño a escala mundial. La Pardela cenicienta cría en la isla de Congreso formando, igualmente, una gran colonia superior en número a las mil parejas. Es habitual la presencia del Cormorán grande. Una pareja de Águila pescadora nidifica regularmente, así como una o dos de Halcón peregrino. Los mamíferos han sido introducidos por el hombre, unos involuntariamente, caso del Ratón común y Rata negra y otros voluntariamente, caso del Conejo.
En cuanto al medio marino, la situación geográfica de este archipiélago, con la influencia directa de las aguas superficiales atlánticas, y por otra parte la desembocadura del río Ouad-Muluya que provoca cierto grado de turbidez en las aguas, determinan un desplazamiento vertical de las comunidades marinas, algunas de las cuales aparecen aquí a menor profundidad que en otros lugares del mediterráneo.
El estudio del medio marino se ha potenciado de forma importante dentro del Refugio, y los primeros resultados de las investigaciones en curso hablan de más de 64 taxones (especies) de flora algal, 26 de equinodermos, 150 de anélidos y más de 60 especies de peces, de los cuales la mitad están asociados a las praderas de Posidonia oceanica. De entre todas las especies se puede destacar la Patella ferruginea, un molusco mediterráneo prácticamente extinguido por la regresión que ha sufrido en toda su área de distribución; la Elisella paraplexauroides y el mero. En cuanto a los cetáceos, en las aguas del entorno pueden observarse casi todas las especies del Mediterráneo, siendo especialmente abundantes el Delfín común y el Delfín listado.