Kefalonije je najveće Grčko ostrvo na obali Jonskog mora. Smešteno je na izlazu iz zaliva Patraikos, između Zakintosa i Lefkade. Uz njega je prpojeno poluostrvo Paliki na zapdnoj strani, a pripada mu i ostrvo Itaka koje je smešteno uz istočnu obalu Kefalonije.
Ostrvo ima brdsko planinski reljef, a najviši vrh pod nazivom, Mega Soros, nalazi se na planini Enos. Kefalonija je poznata po proizvodnji maslina, grožđa i ribizle. Oko 50% površine ostrva prekiveno je stablima masline.