Территория острова — 10 311 км² (18-е место в Канаде, 75-е в мире), в центральной части острова находится озеро-лагунаБра-д'Ор, площадь которого в зависимости от приливов составляет 932—1099 км²[3][4], и которое фактически делит остров на два. Наиболее высокая точка — гора Уайт-Хилл, 532 м над уровнем моря, вторая точка по высоте - гора Фрэни, 430 м. Склоны гор покрыты тайгой, геологически Кейп-Бретон сложен кристаллическими породами, береговая линия сильно изрезана.
В северной части острова находится сельская рыбацкая община Мит-Коув, национальный парк Кейп-Бретон-Хайлендс, большая часть которого лежит на плато Кейп-Бретон. В парке представлена флора и фауна как севера, так и юга Канады.
Климат умеренный океанический. Температура февраля — −6,5 °C, июля-августа — +17-+18 °C, среднегодовая — около +5,5 °C. Осадки — около 1500 мм в год, зимой — снег или (реже) дождь, летом — дожди[5].