Theo truyền thuyết, đảo Lý Sơn là một phần của vùng núi Trà Bồng trôi dạt về phía biển Đông. Còn theo các nhà địa chất, hòn đảo này được hình thành cách đây vài triệu năm từ sự phun trào của các dòng nham thạch của núi lửa. Hiện nay, trên đỉnh ngọn núi Thới Lới vẫn còn đó miệng núi lửa - giờ trở thành hồ chứa nước ngọt tự nhiên, những lớp trầm tích nham thạch xếp nếp, những hang động, cổng đá được tạo thành do sự xâm thực của nước biển.

Do ít bị chiến tranh tàn phá và ý thức bảo tồn những giá trị văn hóa truyền thống của nhân dân nên Lý Sơn bảo lưu được hàng trăm di tích lịch sử có kiến trúc mỹ thuật đa dạng, phân bổ dày đặc, đặc biệt là các di tích liên quan đến hải đội Hoàng Sa được thiết lập từ thời chúa Nguyễn và triều Nguyễn sau này, như: Âm Linh Tự, nhà thờ Phạm Quang Ảnh, nhà thờ Võ Văn Khiết… Nơi đây còn có dấu ấn văn hóa Sa Huỳnh (qua các cuộc khai quật ở xóm ốc, suối Chình), và sự dung hòa giữa nền văn hóa Chăm pa vào nền văn hóa Đại Việt.

Bên cạnh đó, nhờ sự kiến tạo của tự nhiên mà Lý Sơn cũng là nơi có nhiều thắng cảnh nổi tiếng như: Chùa Hang, chùa Đục, Mù Cu, miệng núi lửa giếng Tiền… Huyện đảo Lý Sơn còn là nơi lưu dấu hơn 20 ngôi nhà gỗ cổ có tuổi thọ 150 - 200 năm vẫn được bảo tồn nguyên vẹn kiểu dáng, kiến trúc cổ xưa. Bên cạnh hệ thống nhà cổ, các đình làng cổ kính ở Lý Sơn cũng là nơi diễn ra tế lễ đội hùng binh Hoàng Sa của các tộc họ để tri ân công đức tổ tiên càng góp phần tạo nên không gian cổ kính, trang nghiêm trên quê hương Hải đội Hoàng Sa.

Lý Sơn không chỉ hấp dẫn du khách bởi những trầm tích giá trị văn hóa từ ngàn xưa mà còn cuốn hút bởi vẻ đẹp thiên nhiên hoang sơ mà hùng vĩ.

Vẻ đẹp trong veo của màu trời, màu nước nơi đây đã khiến bao du khách say lòng. Nước biển xanh biếc, ánh nắng vàng chảy trên từng ngọn cây, bầu trời trong veo đẹp đến ngỡ ngàng và gió như bay từ muôn phía ùa đến ngập hồn du khách. Buổi trưa, để trốn cái nắng nóng oi nồng, du khách có thể ra phía biển, tìm những bóng mát của dừa, bàng biển để mắc võng ngủ. Nghe sóng vỗ ì ầm, tiếng gió biển vi vu cành lá, giấc trưa mơ màng tìm đến… bao mệt mỏi tan biến chỉ còn lại giây phút thanh bình.

Núi Thới Lới trên đảo là một trong những ngọn núi được hình thành từ dung nham của núi lửa cách đây hàng vạn năm. Dưới chân núi có hàng nghìn ngôi mộ chiêu hồn- những người lính đi Hoàng Sa- Trường Sa hi sinh ngoài biển khơi không trở về. Ngư dân nơi đây đã nặn hình đất sét làm hình nhân thế mạng, chôn dưới ngôi mộ gió cầu mong linh hồn họ sớm được trở về với quê hương bản quán. Từ chân núi đi lên là hàng loạt chùa, miếu được dựng lên.

Điểm độc đáo du khách sẽ ghé qua khi lên núi Thới Lới là chùa Đục. Trước cửa chùa, một pho tượng Phật đồ sộ đang trong quá trình thi công. Chùa Đục bản thân không lớn, chỉ là một ngôi chùa nằm trong một cái hang nhỏ. Tuy nhiên, để có chỗ thờ phụng rộng hơn, chùa đã được cải tạo rộng thêm bằng cách đục sâu vào núi. Có lẽ vậy mà nó mang tên là chùa Đục. Vòm hang của chùa được bao quanh bởi rễ của cây cổ thụ. Rêu xanh phủ quanh khuôn viên chùa bởi không khí nơi đây mát mẻ và khá ẩm ướt. Tuy quay ra hướng biển nhưng mưa bão lại không hề lọt vào đến ngôi chùa, đó cũng là một điềm lạ. Nơi đây không khí dường như tách biệt hẳn với xung quanh.

Ngay sau ngôi chùa, miệng núi lửa lớn hiện ra trước mắt du khách với thảm cỏ xanh mướt trải rộng. Thung lũng rộng lớn, bắng phẳng có hình dáng giống chiếc chảo khổng lồ. Đứng trên núi, trải tầm mắt nhìn khắp cả đảo, du khách sẽ được chiêm ngưỡng bức tranh kỳ vĩ đầy sắc màu. Màu xanh ngát của biển, màu trắng của cát, màu đất đỏ bazan lấy từ chân núi về rắc lên ruộng, chuẩn bị cho vụ tỏi mới, những thửa ruộng vuông vức xanh tươi như những tấm thảm mượt mà. Bầu trời rộng lớn, biển mênh mông, đứng trước sự hùng vĩ của trời đất, con người bỗng tự thấy mình nhỏ bé biết bao.

Sự hùng vĩ ấy dễ khiến người ta choáng ngợp, tuy nhiên đó là cảm giác lâng lâng, tự do tự tại ngập tràn trong lòng thay vì cảm giác sợ hãi. Tựa như mọi sự ràng buộc của công việc, của tất thảy những luật lệ, quy tắc trong cuộc sống đều không còn...