Peter I Øy ligg 450 kilometer frå vestkysten av Antarktiskontinentet, i posisjon 68° 50′ S, 90° 35′ V. Øya er av vulkansk opphav med eit areal på 156 km², og ho er nesten fullstendig dekt av is. Lars Christensen-toppen (1640 moh.) er det høgste punktet på øya. Kystlinja er fullstendig dominert av ein 40 meter høg isfront eller av bratte klipper som stuper ned i havet, noko som gjer ilandstiging særs vanskeleg. I praksis er det mogleg å lande med båt berre på tre stader. Klimaet er strengt med sterke vindar, lave temperaturar og snø. Store deler av året ligg det tjukk pakk-is rundt øya.
Vegetasjonen består nesten utelukkande av mose- og lav-artar som har tilpassa seg dei ekstreme klimatiske forholda. Nokre sjøfuglarter, særleg sør-havhest, hekkar eit par stader på øya, og ein liten pingvinkoloni er òg observert. Store mengder sel (særleg krabbeetersel og leopardsel) finst både på land og i havområda rundt øya.