Santa Maria é a única ilha do Arquipélago em que afloram depósitos sedimentares calcários muito antigos, onde é fácil encontrar grande variedade de fósseis de moluscos e de outras espécies de maior porte. Tem uma paisagem variada, apresentando uma zona bastante acidentada a noroeste, constituída pelas freguesias de Santa Bárbara e de Santo Espírito, e outra mais plana, onde se situam as freguesias de Vila do Porto, S. Pedro, Almagreira e o Aeroporto.
Toda a costa é bastante recortada, quer em pontas, quer em baías, que oferecem excelentes condições para a prática de diversos desportos náuticos.

A PRAIA FORMOSA constitui um dos recantos mais apreciados da ilha, nomeadamente nos meses de Verão, quando a sua extensa praia de areia fina e clara é frequentada por muitos banhistas. De igual modo, é conhecida internacionalmente como um dos melhores lugares para a prática de “surf”.

A BAÍA DE SÃO LOURENÇO, a noroeste, oferece um panorama magnífico e é um apetecido lugar de veraneio. Vinhedos plantados em típicos “currais”, sobem em degraus as suas encostas e a enseada acolhe uma maravilhosa praia de areia clara, no extremo da qual se situa o ILHÉU DO ROMEIRO, embelezado por uma curiosa gruta com estalactites e estalagmites, acessível de barco e com cais interior natural.

A MAIA e os ANJOS são outras das localidades a incluir nos seus passeios. Nestes aprazíveis lugares de veraneio poderá banhar-se em piscinas naturais de águas transparentes, formadas por rochedos vulcânicos.
As baías de S. Lourenço, da Praia, dos Anjos e da Maia são consideradas Reservas Naturais.

Diversos MIRADOUROS dão a panorâmica da costa, sendo de salientar o das Fontinhas, o das Lagoinhas e o do Espigão, sobre a Baía de São Lourenço.

PICOS, conjunto de elevações situadas em pleno centro de Santa Maria onde se encontram vestígios da vegetação primitiva com que os primeiros povoadores se depararam. Tem no PICO ALTO (590 m) a sua maior altitude. Do seu miradouro podem-se desfrutar paisagens deslumbrantes sobre quase toda a ilha.
As actividades vulcânicas, que deram origem à ilha, proporcionam aos amantes da espeleologia profundas fendas e túneis, conhecidos por furnas, por onde é possível penetrar nos segredos da terra.

Merecem visita a FURNA DAS POMBAS, com 337 metros de comprimento, e a FURNA DOS ANJOS, com um comprimento de cerca de 118 metros. A visita às furnas exige a presença de um guia e o uso de equipamento apropriado.

As FORMIGAS, conjunto de oito ilhéus, situados à distância de 37 km da costa Norte de Santa Maria, é uma zona de grande riqueza a nível de fauna subaquática e local de poiso e nidificação de aves marinhas, sendo, por isso, considerada reserva natural.