Северная оконечность — мыс Свободный (Тонин), юго-восточная оконечность — мыс Анива. Длина 90 км, ширина от 3 до 19 км. С Сахалином соединён Муравьёвским перешейком.
Вдоль полуострова тянется Тонино-Анивский горный хребет, высотой до 670 м. Хвойная тайга, луга.