동경 126°20′, 북위 37°33′에 위치하며, 인천에서 서북쪽으로 22.6㎞ 지점에 있다. 동쪽 10.3㎞ 지점에는 시도(矢島)가 있다. 면적은 7.15㎢이고, 해안선 길이는 22.5㎞이다. 장봉도는 섬이 길고 봉우리가 많아 부르게 된 지명이라고 한다.
섬은 낮은 구릉성 산지(최고 높이 150m)를 이룬다. 북서에서 남동 방향으로 길게 뻗어 있다. 중앙의 저지대는 논으로 이용되고 있다. 해안은 비교적 단조로우며, 대부분 사빈해안을 이루고 있다. 주변의 수심은 10m 이내이다. 1월 평균기온은 -2.1℃, 8월 평균기온은 25.2℃, 연강수량은 1,234㎜이다.
고려 말 몽고군사를 피하기 위하여 강화도 주민들이 피난을 와서 거주하기 시작하였다. 2010년 기준으로 인구는 989명(남 514명, 여 475명)이 거주하고 있으며, 세대수는 420세대이다. 취락은 중앙 저지대에 밀집하며, 동부와 북서부 구릉지대에도 산재한다.
토지이용 현황은 논 0.57㎢, 밭 0.56㎢, 임야 5.47㎢이다. 주민들은 주로 농업에 종사한다. 농산물로는 쌀·보리·콩·감자·마늘 등이 생산되며, 당도가 높은 포도가 특산물이다. 근해에서 김·백합·꽃게·새우·바지락 등이 많이 어획된다.
남쪽의 용암해수욕장과 한들해수욕장은 노송이 병풍처럼 둘러싸고 있는 명소이다. 교통은 영종도 삼목항에서 정기여객선이 운항된다. 교육기관으로는 인천삼목초등학교 장봉분교장이 있다.