เกาะพะลวยมีสถานที่ท่องเที่ยวหลายแห่ง เช่น ถ้ำสามบ่อซึ่งเป็นถ้ำที่มีขนาดใหญ่สวยงามมาก ยาวประมาณ 1 กิโลเมตร แต่เดิมถ้ำแห่งนี้เปรียบเสมือนเส้นเลือดใหญ่ของผู้ที่อาศัยอยู่บนเกาะ เนื่องจากมีธารน้ำจืดไหลมาจากหุบเขาที่เป็นทางน้ำ ชาวบ้านอาศัยแหล่งน้ำนี้ใช้อุปโภคและบริโภค ทางด้านทิศตะวันออกของเกาะมีหาดทรายขาวสะอาดขนาดเล็กหลายแห่ง เช่น หาดสองพี่-น้อง หาดตาโย หาดสน เป็นต้น นอกจากถ้ำและหาดทรายที่สวยงามแล้วยังมีสถานที่ท่องเที่ยวที่เป็นธรรมชาติอีก ดังนี้

• ป่าดิบแล้ง เป็นป่าขนาดใหญ่มีสภาพสมบูรณ์ มีไม้ที่สำคัญ เช่น พลอง จิกเขา รักเขา เซียด เต่าร้าง หวาย และกล้วยไม้นารีช่องอ่างทอง เป็นต้น
• ป่าชาดหาด เป็นป่าโปร่งขนาดเล็กตามชายหาดและชายทะเลทั่วไป
• ป่าเขาหินปูน พบในบริเวณเขาหินปูนที่มีชั้นดินน้อย
• ป่าชายเลน พบอยู่บางแห่งตามซอกหินที่มีหาดทรายหรือหาดเลน
• สัตว์ป่าที่พบเห็นทั่วไป เช่น นากใหญ่หัวปลาดุก ค่างแว่นถิ่นใต้ ลิงแสม หมูป่า และวาฬ
• นกมีไม่น้อยกว่า 50 ชนิด เช่น นกยางเขียว เหยี่ยวแดง นกออก นกเต้าดิน นกแอ่นกินรัง

นกแก๊ก เป็นต้น

• สัตว์เลื้อยคลาน เช่น แย้ ตะกวด เต่าตนุ งูเหลือม งูจงอาง เป็นต้น
• สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ เช่น คางคกบ้าน กบบัว กบหนอง ปาด เป็นต้น

สถานที่ท่องเที่ยวที่มีชื่อเสียงซึ่งอยู่ไม่ไกลจากเกาะพะลวย คือ หมู่เกาะอ่างทอง