Ostrvo Samos nalazi se na krajnjem istoku Grčke i najbliže je veće grčko ostrvo Turskoj. Istočni kraj ostrva je od turskog kopna odvojen kanalom, širokim svega par kilometara. Ostrvo je veličine 468 km², dugačko 43 km u pravcu istok-zapad i široko 19 km u pravcu sever-jug.
Samos je brdovito ostrvo. Na njemu se i nalazi jedna od najvećih planina u Egejskom moru. Najviše uzvišenje ovog brdovitog ostrva je planina Kerketefs (Kerketeus), koja je u starom dobu bila nazivana i imenom Cercetus. Najviši vrh planine je vrh Vigla (1.433 m). Zapadni kraj ostrva ranije se nazivao Kantarion, Kantharion (Kap Domenikos), a istočni kraj Posejdon, Poseidion (Kap Gatos; danas Posidónio, grčki: Ποσειδώνιο). Južni kraj je bio nazivan Kap Kolona (Kap Kolonna). Klima na Samosu je sredozemna. Za vrijeme letnjih meseci na ostrvu duva uglavnom jak vetar.