Die Neuenhagener Oderinsel liegt im unteren Oderbruch zwischen Bad Freienwalde und Oderberg. Es handelt sich hierbei um einen sog. Umlaufberg, d.h. eine Erhöhung die dort entsteht, wo sich die Windungen von Flußmäandern sehr nahe kommen. Im Fall der Neuenhagener Oderinsel bildet die Alte Oder diesen Umlauffluß, der den Berg umschließt. Daneben umgeben noch zahlreiche Altwässer die Insel, die im nördlichen und mittleren Teil durch Talsandterrassen und im Süden durch Stauch- und Kiesmoränenhügel gekennzeichnet ist. Im Inneren der Insel sind Lehmböden, im übrigen Bereich Sandböden von geringerer Bodengüte entwickelt.
Die Talsande, teilweise auch die Moränenhügel, sind mit Kiefernforsten bestanden, die übrigen Flächen werden größtenteils ackerbaulich genutzt. Nadelwälder und Ackerflächen, die fast zu gleichen Anteilen vertreten sind, bilden die Hauptnutzungen.
Die Tongruben Neuenhagen, die als NSG gesichert sind, und die Gabower Hangkante wurden als FFH-Gebiete gemeldet. Ein Großteil der Fläche gehört außerdem zum Vogelschutzgebiet "Schorfheide Chorin", sowie zum gleichnamigen Biosphärenreservat. Wertvolle Lebensräume, vor allem als Brutgebiet für den Wiedehopf, bilden die Übergänge von Feuchtgebieten der Oderaue zu den Talsandterrassen und Trockenhängen der Oderinsel. Insgesamt sind ca. drei Viertel der Neuenhagener Oderinsel als SPA gemeldet.