墾丁國家公園沿岸的砂灘是由海洋生物殼體所組成的貝殼砂灘。其中砂島的貝殼砂灘因為砂粒晶瑩、顆粒較大，組成均勻，生物殼體的含量高達90﹪以上，在台灣本島是相當難有的景觀資源。 砂島是墾丁國家公園鵝鑾鼻半島沿岸地區，3個具有不同特色的生態保護區中，以珊瑚、貝殼碎屑及有孔蟲等生物殼体組成之貝殼砂灘為主要保護對象之生態保護區
生態保護區砂島生態保護區面積約3 公頃，其長寬各為290公尺及100公尺，呈西北東南走向，以貝殼砂海灘地形為主，砂灘長約220公尺，縱深約45公尺，坡度大約為10度左右。 其中砂島生態保護區範圍南北二側包含局部的裙礁地形，東側公路與海灘間則為小範圍馬鞍藤、無根藤、林投、白水木、草海桐、黃槿等植群構成的海岸植被社會，為墾丁國家公園中面積最小的生態保護區。
砂島生態保護區因緊臨台 26號省道，植物群落受到公路的限制，局限於沙灘上，立地基質均為珊瑚碎屑、貝殼碎屑、有孔蟲等所形成的沙地，可概分為砂地草本植物帶及臨海灌木植物帶。 砂地草本植物帶以馬鞍藤為優勢種，常大面積成片生長，伴生的植物有無根藤、濱豇豆、雙花蟛蜞菊等。由於砂地保水力低，且富含鹽分，加上強列海風吹襲，不僅造成乾旱環境，且沙丘常因季節變換而移動，因此本區植物特性通常為宿根性，且伏地蔓生多分枝，每節均能產生不定根，以增進吸水功能及固定作用，而葉片則多肉質及表面蠟質以儲存水分及防止水分蒸散。 灌木植物帶以林投為優勢種，密生成一天然防風牆，伴生的植物有臭娘子、黃槿、土沉香、草海桐、白水木等，另有一些爬藤植物攀爬灌叢上，如大萼旋花、雞屎藤等。本植物帶植物特徵為葉厚、革質或光滑有刺。 另外本區尚可見到一些木麻黃散佈其中，應屬早期林政單位的造林木。
砂島位於鵝鑾鼻與香蕉灣之間，由於鵝鑾鼻與香蕉灣之間的海岸線向砂島方向交會，形成一個90度夾角的袋狀海岸線，因此沿岸流攜帶的砂子容易被沉陷（trap）堆積在此形成海灘。 砂島早期因海灘砂子堆積有如小島一般，故被稱之為「砂島」，同時由於附近沒有溪流進入，因此陸源沉積碎屑相當少，絕大部份都是碳酸鈣質的生物碎屑，經實地檢測結果，墾丁國家公園中以砂島海灘砂的碳酸鈣（CaCO3）含量純度最高，比例高達97﹪以上，相當珍貴的資產。
地質上，砂島為全新世珊瑚礁上覆海灘砂，其中在墾丁國小鵝鑾分校附近可以見到約1公尺厚的枝狀珊瑚混雜者海灘砂，代表濱灘的沉積環境（但因開發及公路修築，許多露頭已被破壞）。檢視恆春半島全新世的海階分布在緣海地帶，陡崖與高位階地相連，大圓山到鵝鑾鼻區域低階台地的階面約為10～12公尺，但在砂島附近僅有5公尺左右，此差異或許與番子寮背斜及砂島斷層等構造現象有關。
根據研究顯示，墾丁國家公園的海濱砂灘和海域沉積物之碳酸鈣含量相當一致，可以說明海濱砂灘砂粒的來源是由波浪將附近海底砂質沉積物帶到海灘再不斷地淘選形成今日的外貌。根據陳和謝1985年所作的墾丁國家公園地區海域及海濱石灰質砂的調查研究顯示，南灣海域的海灘砂與黑潮關係密切，黑潮暖流所帶來的浮游性有孔蟲，係沿著灣中水深較深之處進入南灣，而從貓鼻頭之西方海面轉向西南流出南灣，而南灣海域沉積物中，生物碎屑和碳酸鈣含量主要集中在鵝鑾鼻西側外海和貓鼻頭東南方5浬之處，這兩處的碳酸鈣含量都在90﹪以上。其中鵝鑾鼻西側的粗粒生物碎屑即為砂島海灘貝殼砂的主要來源。