동경 126°26′, 북위 37°05′에 위치하며, 태안반도 북안에 있다. 동남쪽으로 약 1㎞ 지점에 소난지도가 있다. 면적은 5.08㎢이고, 해안선 길이는 12.0㎞이다. 섬을 중심으로 소난지도, 우모도, 소조도 등이 줄지어 있다.
섬의 지명은 다음과 같은 전설에서 비롯된다. 하씨(河氏) 성을 가진 사람이 표류하여 이 섬에서 살게 되었는데, 어느 날 꿈속에 도인이 나타나 “나는 이 섬을 지키는 황룡인데 내일 청룡과 결투가 있으니 그때 너는 내가 주는 화살로 청룡을 쏘아라.”라고 하였다고 한다.
다음날 두 용의 결투 때 하씨가 화살을 잘못 쏘아 황룡이 죽었는데 그곳에서 난(蘭)이 무성하게 자랐고, 하씨가 죽은 뒤 무덤에서 이상한 풀들이 자라나 사람들이 이 풀을 지초(芝草)라 불렀다고 한다. 따라서 난초와 지초가 많아 난지도라 부르게 되었다고 한다.
그러나 이곳은 난초나 지초의 자생지가 아니다. 일설에 풍도와 난지도 사이의 물살이 몹시 세어 배가 다니기 어렵기 때문에 난지도(難知島)라고 하던 것을 현재의 지명으로 한자를 변경한 것이라고 전해진다.
낮은 구릉으로 구성되어 있으며, 섬의 최고봉은 남동부에 있는 당현으로 높이는 118.9m이다. 동쪽에는 비교적 넓은 평지가 있고, 북쪽에는 커다란 만입부가 있다. 서쪽 해안에는 넓은 사빈이 발달하여 난지도해수욕장으로 잘 알려져 있다.
기후는 해양의 영향으로 대체로 온화하나 겨울철에는 북서계절풍의 영향을 받아 한서의 차가 심한 편이다. 연평균기온은 12.3℃, 1월 평균기온은 -1.5℃, 8월 평균기온은 24.6℃, 연강수량은 1,079㎜이다.
2009년 기준으로 인구는 227명이 거주하고 있으며, 세대수는 129세대이다. 취락은 중앙부에 발달한 구릉의 동쪽 산록에 집촌을 이룬다. 토지이용 현황은 논 0.25㎢, 밭 0.10㎢, 임야 3.10㎢이다. 주민의 대부분이 농업에 종사하는데, 주요 농산물은 쌀과 보리이며, 약간의 콩과 고구마가 생산된다.
천혜의 기후조건으로 천일제염이 활발하여 대규모의 난지도염전은 유명했다. 현재는 염전 대신 새우나 광어 양식장으로 이용되고 있다. 연안에서는 조개류의 채취도 이루어지고 있다.
섬의 서안에 발달한 난지도해수욕장은 해당화와 고운 모래로 유명하며, 최근에는 많은 피서객이 찾고 있다. 교통은 도비도항에서 정기여객선이 운항된다. 교육기관으로는 삼봉초등학교 난지분교가 있다.