Η Πολύαιγος έχει έκταση 17 τ.χλμ. και βρίσκεται δίπλα από τα νησιά της Μήλου (6χλμ) και της Κιμώλου (2 χλμ). Έχει μέγιστο μήκος 6 χλμ και πλάτος 4 χλμ, ενώ η περίμετρός του είναι περίπου 27 χλμ, κάτι που την καθιστά το μεγαλύτερο ακατοίκητο νησί του Αιγαίου.

Η Πολύαιγος σε σχέση μεγέθους είναι κατά μερικά τετραγωνικά χιλιόμετρα, πιο μεγάλη από την Δονούσα η οποία έχει περίπου 165 μόνιμους κατοίκους.

Κάποτε υπήρχε στο νησί ανθρώπινη δραστηριότητα. Το 1951 είχε 14 κατοίκους, ενώ ακόμη παλαιότερα αναφέρεται ότι κατοικούσαν εκεί 170 άτομα.

Χρησιμοποιείται κυρίως ως βοσκότοπος κάτι που δικαιολογεί και το όνομα της «Πολύαιγος», από το «πολλές αίγες», δηλαδή «πολλές κατσίκες».
Από το 1898 υπάρχει στο νησί φάρος, στο ακρωτήρι Μάσκουλα, σε ύψος 138 μέτρων. Στο βορειοδυτικό τμήμα του νησιού υπάρχουν ερείπια της Μονής Κοιμήσεως της Θεοτόκου, ο ναός της οποίας ήταν βασιλική με τρούλο, που είχε ιδρυθεί το 1622. Η ανθρώπινη δραστηριότητα είναι επίσης εμφανής από δυο λατομεία στο ίδιο τμήμα όπου γινόταν εξόρυξη τραχείτη, χρησιμοποιούμενου για μυλόπετρες.

Η χώρα μας έχει περιλάβει την Πολύαιγο στο πρόγραμμα Natura 2000 της Ευρωπαϊκής Ένωσης, θεωρώντας την σημαντικό βιότοπο ανενόχλητο από την ανθρώπινη παρουσία. Στο νησί γεννά τα μικρά της η μεσογειακή φώκια Monachus Monachus.