a'dan en doğudaki Sedef Adası arasında kuzeybatı-güneydoğu doğrultusunda 12 km'lik bir hatta dizilidir.

Takımadaları oluşturan 9 ada dışında, Bostancı ile Kınalıada arasında suyun oldukça sığ olduğu bölgede, biri Bostancı, diğeri Maltepe açıklarındaki sığlıkta, üzerlerinde fener bulunan iki kayalık yer alır. Bu kayalıklardan Bostancı'ya yakın olanı Vordonos Adası olarak bilinir. Bu adacığa Yıldız Kayalığı da denir. Maltepe'ye yakın olanının adı ise Dilek Kayalığıdır.

Adaların toprağı, demir oksitli kırmızı topraktır. Kireç tabakalarına karışmış bol miktarda demir filizi toprağa kızıl bir renk verir. Bu toprak, ağaç, meyve, sebze, çiçek tarımına elverişlidir. Çevre maden bakımından zengindir. Büyükada'da, Maden semtinde, eskiden demir çıkartılıp işlendiği; Heybeliada Çamlimanı'nda bakırla karışık demir yataklarının bulunduğu, ayrıca saf bakır madeni çıkarıldığı için adaya "bakır" anlamında Halki adı verildiği, boraks madeninin de bulunduğu bilinmektedir. Günümüzde demir ve bakır madenleri tükenmiş durumdadır.

Adaların iklimi ana çizgileriyle İstanbul kentinin aynıdır. Ancak konumları nedeniyle bazı özellikler de gösterir. Sıcaklık birkaç derece daha fazladır. Kışın kar pek az görülür. Yazın da İstanbul'un diğer bölgelerine oranla daha az yağış alır. Sise az rastlanır ve çabuk dağılır. Sonbahar, genellikle ilkbahardan daha sıcak geçer. İlkbahar aylarının özellikleri birkaç hafta içinde sona erer ve yaza geçilir. Rüzgar rejimi de genelde İstanbul'un aynıdır, ama adaların konumları bu rüzgarların etkilerini yumuşatır. Karşı kıyıda bulunan Aydos, Kayış Dağı, Alemdağı, Küçük ve Büyük Çamlıca tepeleri, Kınalıada hariç diğer adaları poyraz rüzgarından korur. Kışın daha çok Karayel eser. Batı rüzgarı mayıs ayından itibaren aralıklarla esmeye başlar. Batı-karayel adalar çevresinde fırtınalara yol açan en tehlikeli rüzgarlardır. Sonbahar, kış ve ilkbahar aylarında zaman zaman esen lodos, adaları ısıtır. Sıcak mevsimlerde ise, yerel bir rüzgar olan meltem havayı serinletir. Bu iklim ve rüzgar özellikleri adaları sevilen bir yazlık ve dinlenme yeri yapar.
Adalar zengin ve çeşitli bir bitki örtüsünü sahiptir. Makiler ve çamlar hakim doğal örtüyü oluşturur. Akdeniz ikliminin tipik bitkisi olan makiler, ilkbaharda birden rengarenk çiçeklenir ve hoş kokular yayar. Taşmeşesi, süpürge çalısı, sakız, kocayemiş, katırtırnağı, mersin, bodur ardıç, laden ayrıca yabani zeytin, kekik, lavanta, adaçayı, zakkum sık rastlanan türlerdendir. Adalar deyince hemen akla gelen çamlar, makilerden sonra en yaygın bitki ve ağaç türüdür. En çok Heybeliada'da görülen çamlar, kızılçam da denilen "Pinus Brutia"lar grubundadır. Büyükada'nın kuzey kesimlerinde fıstık çamları, manastır ve mezarlıklar çevresinde serviler, yollarda akasyalar, ıhlamurlar, bahçelerde çeşitli süs ve meyve ağaçları bulunur. Adaların karakteristik bitkilerinden biri de mimozadır. Mimozalar yanında, adaların gülleri, şebboyları, petunyaları, lale ve sümbülleri, glayörleri, beyaz sarı pompon gülleri, ortanca ve kasımpatıları ünlüdür.

Meskun adalarda av hayvanı kalmadığı gibi artık tavşan da yoktur. Tavşanadası, Sivriada ve Sedefadası'nda adatavşanı bulunur. Bölge kuş açısından zengindir. Martılar, kargalar, karabatak, ispinoz, serçe, kızılgerdan (narbülbülü), kaya güvercini, sığırcık, saksağan, saka vardır. Av kuşlarından, mevsiminde keklik, bıldırcın, çulluk, yabani kaz görülür. Tarih boyunca balıkçılığın ana uğraş olduğu ünlü adalarda 1950'ler, hele de 1970'lerden sonra balık cinslerinin büyük kısmının nesilleri hızla tükenmiştir.

Adalarla ilgili tarihlenebilen ilk olay, Makedonya Kralı Büyük İskender'in komutanlarından Antigonos'un oğlu Dimitrios Poliorkites'in MÖ 298'de, o dönemdeki adı Panormos (Emin Liman) olan Burgazada'da babasının adına ve anısına bir kale inşa ettirmesi ve adaya Antigoni adını vermesidir. Burgaz'ın tepesinde, 1860'ta Helenistik döneme ait üzeri Latince yazılı bir mezar taşı bulunmuştur.

1930 yılında adadaki Rum Mezarlığı çevresinde bulunan, Büyük İskender’in babası II. Filip’e ait toplam 207 sikkeden meydana gelen Büyükada definesi; İstanbul Arkeoloji Müzesi koleksiyonuna dâhil edilmiştir. Bu define Büyükada tarihinin derinliğini gözler önüne sermesi münasebetiyle Büyükada tarihi açısından önemli bir yere sahiptir.

Adalar, tarih sahnesinin aydınlığına asıl Bizans döneminde ve Bizans kaynaklarıyla girer. Roma İmparatoru Constantinus'un 330'da İstanbul'u başkent yapmasından sonra adaların hem sürgün yeri hem de manastırlar bölgesi olarak kullanıldığı, ayrıca burada Roma tapınakları bulunduğu, Bizans dönemindeki manastırların bu tapınakların üzerine kurulduğu, bölgeye ait Bizans kaynaklı ilk bilgilerdir. Adaların Bizans tarihinde önem kazanması 567'de İmparator II. Justinus'un, o dönemlerde Megale (Büyük) denen Büyükada'da bir saray yaptırmasıyla başlar. Adalarda, bu tarihten sonra art arda manastırlar, kiliseler inşa edildi.

Ulaşımı güç, kaçmanın adeta imkansız olduğu adalar, asıl ünlerini din ve taht kavgalarıyla sarsılan Bizans'ın sürgün ve çile beldeleri olarak kazanmışlardır. Anakaraya yakınlığından ötürü Kınalıada, sürgünlerde en çok tercih edilen yerdi. Özellikle 8. yüzyılda ve sonrasında gözden düşen din adamları, siyasal rakip olarak görülen saray mensupları, prensler, naipler hatta imparator ve imparatoriçeler, çoğunlukla da ağır işkenceler altında, gözlerine mil çekilerek adalara sürgün edilmişler, orada hayat boyu çile doldurmaya ya da ölüme terk edilmişlerdir.

Bizans İmparatoru Romen Diyojen (hükümdarlığı 1067-1071), 1071’deki Malazgirt Savaşı’nda Selçukluların bozgununa uğradıktan sonra, ardılı VII. Mihail tarafından gözlerine mil çektirilip Kınalıada'daki Metamorfoz (Başkalaşım) Manastırı’na sürgüne yollandı. Diyojen 4 Ağustos 1072’de orada öldü.

Ancak adalar, Bizans döneminde de sadece manastırlardan, zindanlardan ve sürgünlerden ibaret değildi. Manastırların, kiliselerin zenginliği, adaların Bizans döneminde de defalarca kuşatılmasına, yağma edilmesine neden olmuştur. 1204'te IV. Haçlı Seferi'ne çıkan Latinlerin komutanı Venedik Doju Enrico Dandolo, askerlerine, ikmal için Trakya yerine Adaları yağmalamalarını öğütlemişti. 1182'de yerli halk Haliç'teki Latin mahallerini yağmalayıp insanların birçoğunu öldürüp bir kısmını da köle olarak sattıklarında kırıma uğrayan halktan gemilerle kaçmayı başaranlar, Büyükada önleribe demirlemiş, misilleme olarak adanın doğusundaki Kariye Köyü ile zengin Kadınlar Manastırı'nı yağmalayıp ateşe vermişlerdir. 1302'de İstanbul önlerine gelen Giritli ve Eğribozlu korsanlar, şehrin surlarını aşamayınca adalardaki manastırları yağmalamış, keşişleri kollarından ve bacaklarından gemi direklerine asarak yeniden İstanbul önlerine gelmişler, İmparator II. Andronikos'tan keşişler için yüklü bir fidye almışlardır.

Adaların Osmanlı egemenliğine geçmesi 1453'te II. Mehmed'in İstanbul kuşatması sırasındadır. Kentin kuşatılmasından bir süre sonra donanma ile adalar önüne gelen Kaptan-ı Derya Baltaoğlu Süleyman Bey, kendiliklerinden teslim olan Kınalıada, Burgazadası ve Heybeliada'yı almış, kale ile çevrili Büyükada da güçlü bir direnişten sonra düşmüş ve adalar İstanbul'dan 42 gün önce fethedilmiştir. Fetihten sonra manastırlar boşaltılmış, adaların Rum halkının çoğu buralardan göçmüş, bölge bir süre canlılığını yitirmiş, daha sonra keşişler yavaş yavaş eski yerlerine dönmüşler; Osmanlı döneminde patrikhaneye adalarda toprak kullanım ve mülkiyet hakları verilmiş ve adalar, eskiden olduğu gibi, manastırların ağırlık taşıdığı köy yapılarını sürdürmüşlerdir.

Evliya Çelebi, "Seyahatnâme" adlı yapıtında Büyükada'da iki, Kınalıada'da bir balıkçı köyünün varlığından söz etmektedir. 18. yüzyıl sonlarına kadar, savaş ve korsan talanlarına, donanma tayfalarına veya yeniçerilerin zorbalıklarına, devlet müsaderelerine, zorunlu göçlere veya iskana sahne olmuş; yerleşim yapıları sürekli değişmiştir.

Uzun süreler günlük yaşamdan dinsel mekanlara, yortulara, bayramlara, törenlere kadar Rum nüfusun damgasını taşıyan adalara, İstanbul'un fethinden sonra Karadeniz Bölgesi'nden getirilen Türk halktan bir bölümünün yerleştirildiği bilinmektedir. Bazı paşaların, zengin ve nüfuz sahibi saray mensuplarının adalara kısa süreli ziyaretler yaptıkları, bu ziyaretler sırasında buralarda hastane, okul, köşk gibi binalar inşa ettirdikleri, İstanbul'da çıkan salgınlar, örneğin 1562'deki veba salgını sırasında İstanbullu zenginlerin ve kimi yabancıların salgından korunmak için adalara sığındıkları biliniyorsa da, 19. yüzyıla kadar nüfus çoğunluğunu Rumlar oluşturmuştur. Önce Fransızlar, daha sonra da İngilizler olmak üzere Batılıların gezi, ticaret, yazlık gibi amaçlarla adalara gelmelerinin, yaşamın değişmeye, canlanmaya başlamasının tarihi ancak 18. yüzyıl sonlarına kadar gider. 19. yüzyılın ikinci yarısında Ege adalarından İstanbul adalarına doğru bir göç hareketi görülmüş, özellikle balıkçılar adalara yerleşmişlerdir. Kınalıada'ya Ermeni cemaatinin yığınsal şekilde yerleşmesi de 19. yüzyıldadır.
Rum Ortodoks Patrikhanesi'nin ve manastırların özel imtiyazlara ve mülkiyet haklarına sahip bulundukları adalarda, 19. yüzyıla gelindiğinde Osmanlı toprak düzenindeki değişmelere bağlı olarak topraklar zengin ve nüfuzlu Rum beylerinin, patriklerin, bankerlerin, Fransız ve İngiliz tüccarların, elçilerin (1857'de İngiliz Elçisi Henry Bulwer Yassıada'yı satın almış daha sonra Mısır Hıdivi İsmail Paşa'ya satmıştır), paşaların mülkiyetine geçmiştir.

Adaların tedavi, dinlenme ve eğlence yeri olarak da ün kazanmaları; sürekli ve yazlık nüfuslarının hızlı artış göstermesi için, 19. yüzyılın ortalarına, adalara düzenli vapur seferlerinin başlamasına kadar beklemek gerekecektir. 19. yüzyıl başlarında adalara ulaşım pazar kayıklarıyla sağlanırken 1846'da küçük vapurlarla başlayan seferler ihtiyacı karşılamaz olunca Şirket-i Hayriye vapurları işletilmeye başlamıştır. 19. yüzyılın başlarında 1.200 civarında olan nüfus 1850'lerde sadece Büyükada'da 2-3 bine, 1865'te toplam 6.000'e, 1900'de resmi kayıtlara göre 12.000'e ulaşmıştır. 20. yüzyılın başına doğru a