동경 128°24′, 북위 34°42′에 위치하며, 통영항에서 남쪽으로 18㎞ 지점에 있다. 동쪽에 비진도가 있다. 면적은 0.785㎢이고, 해안선 길이는 4.5㎞이다. 한려해상국립공원의 일부로 지정되어 있다. 조선시대 삼도수군통제영에서 왜적의 상황을 알리기 위해 섬의 정상에 봉수대를 설치하고 봉화를 올렸다고 해서 연대도라 불리게 되었다고 한다.
중앙에 위치한 연대봉을 중심으로 원추형을 이루며, 북서쪽의 완사면을 제외하고는 전체적으로 경사가 급하다. 북서쪽 해안은 자갈로 되어 있고, 나머지는 암석해안을 이룬다. 특히, 북동쪽에서 남쪽으로 이어지는 해안은 깎아 세운 듯한 해식애로 되어 있어 선박의 접근이 불가능하다.
온화한 해양성기후로 겨울에 결빙되는 날이 거의 없다. 식생은 동백나무·풍란 등 아열대성 식물과 난대성 상록수림이 자생하고 있다. 1월 평균기온은 3.0℃, 8월 평균기온은 25.3℃, 연강수량은 1,548㎜이다.
2015년 기준으로 인구는 77명이 거주하고 있으며, 세대수는 45세대이다. 취락은 북서쪽의 선착장 부근에 집중해 있다. 토지이용 현황은 논 0.02㎢, 밭 0.23㎢, 임야 0.52㎢이다. 주민의 대부분이 농업과 어업을 겸하고 있다. 농산물은 쌀을 비롯하여 콩·고구마·시금치·마늘·배추·무 등이 생산된다.
근해에서는 볼락·멸치·방어·새우·해삼 등이 어획되고, 미역·김·톳의 양식이 활발하다. 초기 철기시대의 패총과 토기 등이 출토된 연대도패총은 1990년 사적으로 지정되었다. 교통은 통영 달아항에서 도선이 운항된다.