สภาพป่าของอุทยานแห่งชาติตะรุเตา สามารถจำแนกออกได้เป็น 7 ประเภท ได้แก่
ป่าดงดิบ ประกอบด้วย หงอกค่าง ยางปาย ยางเสียน เคี่ยมคะนอง มังคาก หลุมพอ เสียดช่อ ตะเคียนหิน หมากนางลิง ระกำ ไพลดำ ข้าหลวงหลังลาย ลิ้นแรด เฟินก้านดำ และนาคราช

ป่าผสมผลัดใบ/ป่าเขาหินปูน ประกอบด้วย รักขาว แคยอดดำ งิ้วป่า พลับดง ไทรย้อยใบทู่ ข่อย ส้มกบ สลัดไดป่า เปล้าน้ำเงิน เข็มขน เต่าร้างแดง แก้วหน้าม้า บุกหิน เปราะป่า เถาวัลย์ด้วน ขี้ไก่ย่าน เฟินราชินี หญ้าข้าวป่า และรองเท้านารีดอกขาว

ป่าชายหาด ประกอบด้วย เสม็ดชุน เสม็ดขาว วา จิกเล กระทิง หูกวาง สนทะเล ตีนเป็ดทะเล หว้าหิน โกงกางหูช้าง ปอทะเล โพทะเล รักทะเล พุทราทะเล กระแตไต่ไม้ ผักบุ้งทะเล ถั่วคล้า เกล็ดนาคราช พลับพลึง ปรงทะเล ชุมเห็ดเล และลำเจียก

ป่าพรุ ประกอบด้วย จิกนา จิกน้ำ ตีนเป็ดเล็ก เต่าร้างแดง หมากอาดัง กะลุมพี หญ้าสามคม กระจูด ผักแขยง กระถินนา หญ้าเข็ม ไส้ปลาไหล ผักขาเขียด ผักบุ้ง

ป่าชายเลน ประกอบด้วย เหงือกปลาหมอดอกม่วง ฝาด ขลู่ ตาตุ่มทะเล หลุมพอทะเล ตะบูน เล็บมือนาง ถั่ว พังกาหัวสุม โปรง โกงกาง ลำพู ลำแพนทะเล แสมว แสมทะเล สำมะงา หวายลิง และจาก

ไม้แคระ/ไม้พุ่ม ประกอบด้วย ปรงเขา ส้านใหญ่ ไกรทองหรือพิกุลทอง ชะแอง ขนหนอน ติ่งตั่ง หญ้าหนูต้น หญ้าหางนกยูง เอ็นอ้าน้อย และเนียมนกเขา

ป่ารุ่นสอง ประกอบด้วย ทุ้งฟ้า ตีนเป็ด กระทุ่ม ตอกใบใหญ่ ติ้วขาว หว้าเขา ชันยอด ตองแตบ เพกา มังตาน ตีนนก หนาดใหญ่ พลับพลา ปอเต่าไห้ พุดน้ำ โคลงเคลงขี้นก ถอบแถบเครือ หมามุ้ย หญ้ายายเภา และสาบเสือ

สัตว์ป่าที่พบในอุทยานแห่งชาติตะรุเตา สามารถจำแนกออกได้เป็น
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม จำนวนที่พบ 30 ชนิด ประกอบด้วย หมูป่า กระจง ลิงแสม ค่างแว่นถิ่นใต้ นากใหญ่ขนเรียบ เม่นหางพวงใหญ่ อีเห็นธรรมดา บ่าง กระรอกบินแก้มสีแดง หนูท้องขาว และค้างคาวแวมไพร์แปลงเล็ก

นก จำนวนที่พบ 268 ชนิด ประกอบด้วย นกยางเขียว นกยางทะเล นกออก นกเด้าดิน นกเขาใหญ่ นกกระปูดใหญ่ นกกระเต็นใหญ่ปีกสีน้ำตาล นกจาบคาหัวเขียว นกตะขาบดง นกแก็ก นกหัวขวานสี่นิ้วหลังทอง นกแอ่นบ้าน นกปรอดคอลาย นกแซงแซวหางบ่วงใหญ่ นกขมิ้นท้ายทอยดำ นกเขียวคราม นกเด้าลมดง นกอีเสือสีน้ำตาล นกขุนทอง นกกินปลีอกเหลือง นกเอี้ยงถ้ำ

สัตว์เลื้อยคลาน จำนวนที่พบ 30 ชนิด ประกอบด้วย ตะกวด เหี้ย งูเหลือม งูจงอาง งูกะปะ งูเขียวตุ๊กแก งูเขียวหางไหม้ท้องเขียว งูพังกา งูสามเหลี่ยม งูทับสมิงคลา งูเห่า งูปล้องทอง แย้ จิ้งจก ตุ๊กแกบ้าน จิ้งเหลน กิ้งก่า และเต่าหับ

สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก ประกอบด้วย กบน้ำกร่อย กบภูเขา กบหนอง อึ่งอ่างบ้าน ปาด เขียด คางคกบ้าน จงโคร่ง และคางคกไฟ

แมลงและอื่นๆ ประกอบด้วย ผีเสื้อมรกตธรรมดา ผีเสื้อลายขีดเงินลายขอ ผีเสื้อสะพายขาวปีกโค้ง แมลงปอ หิ่งห้อย เห็บกวาง ตั๊กแตนตำข้าว จิงโจ้น้ำ บึ้ง มดตะนอย จั้กจั่น ปลวก มวน แมลงเต่าทอง ทาก ตะขาบ แมงมุม ไส้เดือน และกิ้งกือ

พืชและสัตว์ที่พบในแหล่งน้ำ ได้แก่ สาหร่ายเห็ดหูหนู โลมาหัวขวดธรรมดา โลมาหัวขวดมลายู โลมาหัวบาตรครีบหลัง เต่ามะเฟือง เต่าตนุ เต่ากระ เต่าหญ้า ปลากระเบน ปลาการ์ตูน ปลาผีเสื้อ ปลาสินสมุทร ปลาสิงโต ปลาโนรี ปลากะรัง ปลาปักเป้า ปลาอมไข่ ปลาทราย ปลาเก๋า ปลาข้างเหลือง ปลากระบอกหัวสิ่ว ปลากะพงแดงหางปาน ปลาเห็ดโคน ปลาสีกุนข้างเหลือง ปลาหางแข็งบั้ง ปลามงแซ่ ปลาฉลามหนูใหญ่ ปลาตีน หอยทับทิม หอยตาวัว หอยมือผี หอยสังข์ปีก หอยเบี้ย หอยมะระ หอยเต้าปูน หอยมวนพลู หอยวงเวียน หอยปีกนก หอยมือเสือ หอยตลับ หอยเสียบ หอยทราย หอยขี้กา หอยเจดีย์ หอยแมลงภู่ หมึกกระดอง หมึกกล้วย ปูหิน ปูเสฉวน ปูลม ปูก้ามดาบ ปูแสม กั้ง กุ้งมังกร และกุ้งนาง เป็นต้น

ปะการังและสัตว์ทะเลอื่นๆ ที่พบในอุทยานแห่งชาติทางทะเล ได้แก่ ปะการังเขากวาง ปะการังโต๊ะ ปะการังโขด ปะการังรังผึ้ง ปะการังสมอง ปะการังดาวใหญ่ ปะการังดอกเห็ด ปะการัง บูมเมอแรง ปะการังกาแล็กซี่ ปะการังแผ่นเปลวไฟ ปะการังเคลือบหนาม ปะการังจาน ปะการังถ้วยสีส้ม ปะการังไฟ ปะการังสีน้ำเงิน ปะการังร่องหนาม ปะการังอ่อน กัลปังหา ดากทะเล ลิ่นทะเล เพรียงหัวหอม แมลงสาบทะเล หนอนตัวแบน ปลาดาว อีแปะทะเล ปลิงสายสะดือ พลับพลึงทะเล หอยเม่นหนามดำ หอยเม่นหนามลาย ทากดิน ตาลปัดทะเล แมงกะพรุน บัวทะเล ดาวเปราะ และดาวหนาม เป็นต้น

สัตว์น้ำจืด ได้แก่ ตะพาบน้ำ ปลาซิวใบไผ่ ปลาซิวควาย ปลากระดี่นาง ปลากระทิงดำ ปลาเสือพ่นน้ำ ปลาหัวตะกั่ว ปลาดุกคางขาว หรือปลาดุกด้าน ปลาดุกลำพัน ปลาหมอไทย ปลาช่อน ปลาก้าง ปลากริมข้างลาย ปลาตูหนา หรือปลาไหลหูดำ หอยโข่ง หอยขม ปูน้ำตก กุ้งก้ามกราม กุ้งฝอย กุ้งน้ำตก เป็นต้น

อ่าวตะโละอุดัง   อยู่ด้านทิศใต้ของเกาะตะรุเตา ห่างจากเกาะลังกาวี ประเทศมาเลเซีย ประมาณ 8 กิโลเมตร อดีตเป็นที่กักขังนักโทษการเมือง กบฏบวรเดชและกบฏนายสิบ ในสมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 ปัจจุบันเป็นที่ตั้งของหน่วยพิทักษ์อุทยานแห่งชาติที่ ตต.2 (อ่าวตะโละอุดัง) อยู่ห่างจากที่ทำการอุทยานแห่งชาติ 23 กิโลเมตร

อ่าวตะโละวาว   อยู่ทางด้านตะวันออกของเกาะตะรุเตา อยู่ห่างจากที่ทำการอุทยานแห่งชาติ 12 กิโลเมตร เป็นพื้นที่ประวัติศาสตร์ ในระหว่างปี พ.ศ. 2480 - 2490 ใช้เป็นสถานที่ตั้งนิคมฝึกอาชีพหรือทัณฑสถาน นักโทษเด็ดขาด นักโทษกักกัน ในพื้นที่สามารถพบเห็นแต่มูลดิน ซากปรักหักพังของสิ่งก่อสร้าง และสุสาน 700 ศพ

ปัจจุบันทางอุทยานแห่งชาติได้จัดทำเส้นทางศึกษาธรรมชาติและประวัติศาสตร์ไว้บริการนักท่องเที่ยวที่สนใจ นอกจากนี้บริเวณอ่าวนี้ยังเป็นที่ตั้งของหน่วยพิทักษ์อุทยานแห่งชาติที่ ตต.1 (ตะโละวาว) และสะพานท่าเทียบเรือ และอาคารบริการด้วย

เกาะอาดัง   ในอดีตเป็นที่ซ่องสุมของโจรสลัด ปล้นสะดมเรือ มีหาดทรายขาวละเอียด สวยงาม และมีแนวปะการังอยู่รอบๆ เกาะ เหมาะสำหรับดำน้ำตื้น เป็นที่ตั้งของหน่วยพิทักษ์อุทยานแห่งชาติที่ ตต. 5 (แหลมสน) อยู่ห่างจากที่ทำการอุทยานแห่งชาติ ประมาณ 40 กิโลเมตร

จุดชมทิวทัศน์ผาชะโด   อยู่บนเกาะอาดัง ทางขึ้นอยู่ใกล้กับที่พัก ในอดีตบริเวณนี้ใช้เป็นจุดสังเกตการณ์ของกลุ่มโจรสลัดเพื่อเข้าโจมตีเรือสินค้า ปัจจุบันเป็นจุดชมทิวทัศน์สวยงามของท้องทะเล จะเห็นทิวสนและหาดทรายสีขาวของเกาะอาดัง ทั้งยังสามารถมองเห็นทิวทัศน์ความงามของเกาะหลีแป๊ะ และใกล้ใกล้เคียงด้วย ใช้เวลาในการเดินประมาณ 30 นาที

อ่าวพันเตมะละกา   เป็นอ่าวที่มีพืนที่ราบมากที่สุดบนเกาะตะรุเตา สภาพโดยทั่วไปเป็นป่าชายหาด มีทิวสนทะเลเรียบไปตามชายทะเล หาดทรายขาว สะอาด เหมาะแก่การเดินชายหาด เล่นน้ำทะเล และพักผ่อน ค้างแรมกางเต็นท์ อากาศเย็นสบาย แต่ถ้าเป็บช่วงอับลม อากศจะร้อน ทางอุทยานแห่งชาติได้พัฒนาพื้นที่บริเวณนี้ เป็นที่ตั้งของที่ทำการอุทยานแห่งชาติ เป็นโซนบริการนักท่องเที่ยว มีบ้านพักทั้งบ้านเดี่ยวและบ้านเรือนแถว ค่ายพักแรม สถานที่กางเต็นท์ ศูนย์บริการนักท่องเที่ยว ร้านอาหาร และสิ่งอำนวยความสะดวกอื่นๆ เช่น ห้องน้ำ-ห้องสุขา ศาลาพักผ่อน ทางเดินเท้า ถนนเชื่อมต่อไปอ่าวตะโละวาว เป็นต้น

อ่าวพันเตมะละกาจึงเป็นจุดเริ่มต้นของการท่องเที่ยวตามแหล่งท่องเที่ยวต่างๆ ที่อยู่บนเกาะตะรุเตา เช่น เดินป่าศึกษาธรรมชาติ ขึ้นจุดชมทิวทัศน์ผาโต๊ะบู นั่งเรือหรือพายเรือแคนู/คยัค ชมป่าชายเลนที่สมบูรณ์และแวะเที่ยวถ้ำจระเข้ เล่นน้ำทะเลที่ชายหาด วิ่งออกกำลังกายหรือปั่นจักรยานเสือภูเขาไปตามถนนสายอ่าวพันเตมะละกา-อ่าวตะโละวาว ศึกษาธรรมชาติและแหล่งประวัติศาสตร์ที่อ่าวตะโล๊ะวาว และอ่าวตะโล๊ะอุดัง เป็นต้น นอกจากนี้ หากนักท่องเที่ยวจะเดินทางต่อไปหมู่เกาะอาดัง-ราวี ก็สามารถขึ้นเรือที่ท่าเรือ ณ อ่าวพันเตมะละกา ได้เช่นกัน

จุกชมทิวทัศน์ผาโต๊ะบู   สูงจากระดับน้ำทะเล ประมาณ 60 เมตร อยู่ด้านหลังอาคารที่ทำการอุทยานแห่งชาติตะรุเตา ใช้เวลาเดินขึ้นประมาณ 20 นาที เป็นจุดชมวิวที่มีทัศวิสัยกว้างไกล มีศาลาสำหรับพักผ่อน

ถ้ำจระเข้   อยู่ปลายคลองพันเตมะละกา ใช้เรือพาดหางไปจอดท่าเทียบเรือหน้าถ้ำ ระยะทาง 1.5 กิโลเมตร แล้วเดินทางต่อไปตามสะพานไม้ที่ทอดผ่านป่าชายเลนที่อุดมสมบูรณ์จนถึงถ้ำจระเข้ เพื่อเข้าไปชมความงามของหินงอกหินย้อยและเสาหิน สำหรับผู้ที่ชื่นชอบการพายเรือแคนู/คยัค คลองพันเตมะละกาก็เป็นอีกสถานที่หนึ่งที่ไม่ควรพลาด

อ่าวจาก   เป็นอ่าวเล็กๆ อยู่บนเกาะตะรุเตา ติดต่อกับอ่าวพันเตมะละกา หาดทรายขาวสะอาด เหมาะสำหรับเดินเล่น พักผ่อน

อ่าวเมาะและ   มีหาดทรายขาวสะอาดและดงมะพร้าวสวยงาม น้ำทะเลใสสะอาด เหมาะสำหรับการลงเล่นน้ำ บริเวณชายหาดจะเงียบสงบ ทางอุทยานแห่งชาติตะรุเตาได้จัดทำบ้านพักไว้บริการนักท่องเที่ยวในบริเวณอ่าวนี้ด้วย

อ่าวสน   อยู่บนเกาะตะรุเตา อยู่ห่างจากที่ทำการอุทยานแห่งชาติ ประมาณ 8 กิโลเมตร หาดทรายยาวประมาณ 4 กิโลเมตร เป็นที่วางไข่ของเต่าทะเล มีหาดหิน น้ำตกและธารน้ำใส เป็นที่ตั้งของหน่วยพิทักษ์อุทยานแห่งชาติตะรุเตา ที่ ตต. 4 (อ่าวสน) มีสถานที่กางเต็นท์ บริการอาหาร และห้องน้ำ-ห้องสุขา

น้ำตกลูดู   เป็นน้ำตกขนาดเล็ก สวยงาม เหมาะแก่การเดินป่าศึกษาธรรมชาติ อยู่ในบริเวณอ่าวสน ห่างจากหน่วยพิทักษ์อุทยานแห่งชาติที่ ตต.4 (อ่าวสน) 3 กิโลเมตร และอยู่ห่างจากที่ทำการอุทยานแห่งชาติ 11 กิโลเมตร

น้ำตกโละโป๊ะ   เป็นน้ำตกขนาดเล็ก สวยงาม เหมาะแก่การเดินป่าศึกษาธรรมชาติ อยู่ในบริเวณอ่าวสน ซึ่งห่างจากของหน่วยพิทักษ์อุทยานแห่งชาติที่ ตต.4 (อ่าวสน) 5 กิโลเมตรโดยประมาณ ห่างจากที่ทำการ 13 กิโลเมตร

อ่าวมะขาม   เป็นที่จอดพักเรือประมงขนาดเล็ก มีน้ำจืดสนิท ป่าไม้สมบูรณ์ มีสัตว์ป่า และนกชุม เป็นที่ตั้งของหน่วยพิทักษ์อุทยานแห่งชาติที่ ตต.3 (อ่าวมะขาม)

อ่าวฤาษี   เป็นอ่าวเล็กๆ มีถ้ำไว้หลบฝน ปะการังแข็งเหมาะแก่การดำน้ำตื้น

เกาะกลางและเกาะไข่   เกาะกลางและเกาะไข่ เป็นเกาะที่อยู่ระหว่างเกาะตะรุเตาและเกาะอาดัง เกาะที่มีลักษณะโดดเด่น คือ เกาะไข่ เป็นเกาะเล็กๆ ที่มีหาดทรายขาวละเอียด งดงาม ห่างจากเกาะตะรุเตา 25 กิโลเมตร เกาะไข่เป็นสัญลักษณ์ทางการท่องเที่ยวของจังหวัดสตูล นั่นคือ ซุ้มประตูหินธรรมชาติ ที่ทอดโค้งจากผืนทรายจรดน้ำ นอกจากนี้ยังเป็นที่วางไข่ของเต่าทะเลอีกด้วย

เกาะหินงาม   เป็นเกาะเล็กๆ ที่เป็นหาดหิน เต็มไปด้วยก้อนหินสีดำ กลมเกลี้ยง เนื่องจากถูกขัดสีด้วยแรงคลื่น ดูงามสดสวย เมื่อถูกน้ำประกายวาววับ หินทุกก้อนที่หาดแห่งนี้มีคำสาปเจ้าพ่อตะรุเตา ห้ามนำ เคลื่อนย้ายออกจากเขตอุทยานแห่งชาติ

เกาะยาง   อยู่ถัดจากเกาะหินงามขึ้นมาทางเหนือ บริเวณรอบๆ เกาะถูกปกคลุมไปด้วยปะการังแข็ง เช่น ปะการังเขากวาง ปะการังผักกาด ปะการังรูปโต๊ะ ฯลฯ จึงเหมาะสำหรับการดำน้ำตื้น หาดทรายสวยงาม น้ำใส มีปลาสวยงามในแนวปะการัง

เกาะจาบัง   อยู่ระหว่างเกาะอาดังและเกาะราวี รอบๆเกาะถูกปกคลุมไปด้วยปะการังอ่อนสีชมพู สีม่วง สีแดง ไล่น้ำหนักอ่อนแก่อย่างสวยงาม มีฟองน้ำครก แส้ทะเล ดอกไม้ทะเล ดาวขนนก รวมทั้งปลาสวยงามในแนวปะการังที่ตื่นตา ซึ่งเหมาะสำหรับการดำน้ำลึกและการดำน้ำตื้น

เกาะราวี   มีหาดทรายขาว น้ำใส เงียบสงบ เหมาะแก่การกางเต็นท์พักผ่อน เล่นน้ำ ดำน้ำตื้น และดำน้ำลึกชมแนวปะการังและสิ่งมีชีวิตใต้ท้องทะเลที่น่าชม เป็นที่ตั้งของหน่วยพิทักษ์อุทยานแห่งชาติที่ ตต. 6 (หาดทรายขาว) และหน่วยพิทักษ์อุทยานแห่งชาติที่ ตต. 7 (ตะโละปะเหลียน)

เกาะดง   เป็นเกาะสุดท้ายในทะเลลึก ความโดดเด่นของเกาะนี้คือ มีหินซ้อนตั้งเรียงกันอยู่อย่างงดงาม แปลกตา และยังมีจุดดำน้ำลึกและดำน้ำตื้นให้นักท่องเที่ยวได้ชมความงามใต้ท้องทะเลรอบเกาะ ได้อีกด้วย