Piccola isola di 1,3 Kmq è la più occidentale dell'arcipelago e la più interessante dal punto di vista geologico. Di origine vulcanica, ha coste molto frastagliate specialmente ad ovest, culmina nel Monte Guarniere (262 m). Dista dall'isola maggiore poco più di 7 miglia, ed ha una struttura tipicamente vulcanica, con morfologia analoga a quella di Ponza: scogli, grotte, faraglioni ne fanno un ambiente spettacolare. Qui l'uomo preistorico veniva dal Circeo a raccogliere l'ossidiana per costruire utensili ed armi. Sulle pendici delle alture si aprono decine di case grotta, scavate, a partire dal Settecento, dai ponzesi che qui si recavano a pescare o a coltivare i pochi, avari terreni.
Palmarola è completamente disabitata ma d'estate si popola di bagnanti ed è possibile raggiungerla con barche prese a nolo.