Plus d'un cinquième de l'île constitue le parc national Quttinirpaaq (anciennement la réserve de parc national de l'Île-d'Ellesmere) qui comprend sept fjords, une variété de glaciers et le lac Hazen, le plus grand lac d'Amérique du Nord au-delà du cercle arctique. L'île est montagneuse, avec la partie nord de la cordillère arctique. Le mont Barbeau, le plus haut point du Nunavut (2616 m) est situé dans la chaîne British Empire (British Empire Range). La chaine de montagne la plus septentrionale du monde, les monts Challenger, est situé au nord-est de l'île. Le lobe nord de l'île est appelée Grant Land.
De grandes parties d'Ellesmere sont couvertes par des glaciers et de la glace comme le champ de glace de Manson et Sydkap dans le sud, le champ de glace Prince of Wales et la calotte glaciaire d'Agassiz le long du côté centre-est de l'île, avec l'importante couverture de glace du nord de l'île. La cote nord-ouest d'Ellesmere Island était couverte par une massive et longue (500 km) barrière de glace jusqu'au 20e siècle. Elle s'est réduite de 90% au cours de ce siècle à cause du réchauffement climatique, laissant séparés les barrières de glace d'Alfred Ernest, de Ayles, de Milne, de Ward Hunt et de Markham.
La rupture de la barrière de glace d'Ellesmere a continué au cours du 21e siècle: la barrière de glace de Ward a connu une cassure importante durant l'été 2002, celle de Ayles s'est entièrement détaché le 13 août 2005, la plus grande rupture d'une barrière de glace en 25 ans, créant un risque pour l'industrie pétrolière en mer de Beaufort. Elle forme une pièce de 66 km². En avril 2008, il fut découvert quque la barrière de Ward Hunt était fracturé en une douzaine de profonde fissure et en septembre 2008, la barrière de Markham shelf (50 km² s'est complétement détaché devenant une glace flottante.
À l’exception des poches de toundra où apparaissent durant le bref été, arbrisseaux rampants et fleurs multicolores (dryades, saxifrages, pavots), la flore est peu abondante sur Ellesmere. Par contraste, la vie marine y est très riche. On trouve dans les fjords et le long du littoral des populations de baleines boréales, de narvals et d’ours polaires. Le parc national de Quttinirpaaq a été créé pour préserver cette vie sauvage fragilisée par les conditions climatiques.
Le saule arctique, Salix arctica famille des Salicaceae minuscule arbre rampant, est la seule espèce d'arbre à pousser sur l'île.
Ellesmere est l'endroit le plus septentrional au monde ou l'on trouve des insectes eusociaux, spécifiquement le bourdon Bombus polaris. Il existe aussi une seconde espèce de bourdon, le Bombus hyperboreus, qui est un parasite des nids du Bombus polaris.
En 2006, la population de l'île était de 146 habitants se répartissant entre la base d'Alert (5 personnes) et Grise Fiord, une communauté inuite (141 personnes) dans le sud de l'île. (la station Eureka n'est pas comptabilisée).
Les 3 seuls fossiles de Tiktaalik roseae ont été découvert sur l'île. Ils datent du l'époque du Dévonien supérieur (entre -385 et -365 millions d'années).
Photo satellite prise en juillet 2002 du nord d'Ellesmere, avec le Groenland à droite. |