L'îlet Sainte-Marie est l'un des îlets les plus connus et plus facilement accessibles en Martinique. Il possède 1,22 km de côtes. Son point culminant de 14 mètres par rapport au niveau de la mer.
Il est situé en face du bourg de la commune du même nom. Il est connu pour former un tombolo avec Sainte-Marie. Un tombolo est un cordon littoral constitué par une levée de galets ou de sable, reliant une île au continent.
L'origine de la formation des tombolos est la diffraction des houles par un obstacle proche de la côte. Les ondes diffractées de part et d'autre de cet obstacle (ici il s'agit de l'îlet de Sainte-Marie) convergent derrière celui-ci. Le transport des sédiments par les vagues se faisant dans le sens de la propagation, on observe une accumulation de sédiments le long de la ligne de convergence des vagues.
Le tombolo se construit et se défait au rythme des saisons. De Novembre à Avril, lorsque les houles viennent du nord et qu'elles sont plus énergétiques, la flèche sableuse se forme.
Dans le cas de l'îlet Sainte-Marie, il est possible de s'y rendre à pied, plus au moins au sec en période de carême, c'est-à-dire de Décembre à Avril. Une fois sur l'îlet un sentier aménagé par l'Office Nationale des Forêts permet d'en faire le tour.
À partir d'Avril, les alizés s'atténuent et s'orientent dans une direction est à sud-est. Durant cette période, le tombolo s'érode progressivement.
Par le passé, les sables du tombolo étaient prélevés pour servir de matériau de construction.
L'îlet Sainte-Marie, constitué de conglomérats et de micro-conglomérats est le témoin le plus septentrional de la chaîne volcanique sous-marine de la chaîne du Vauclin-Pitault. Des cristallisations de zéolites d'origine hydrothermale sont présentes entre les éléments du conglomérat.
L'intégralité de l'îlet Sainte-Marie est protégé par un arrêté de protection de biotope notamment en raison de la présence d'oiseaux venant y nicher comme la Sterne de Dougall.