บริเวณ หมู่เกาะอ่างทอง แต่เดิมเป็นพื้นที่หวงห้ามของกองทัพเรือ ซึ่งมีโครงการจะสร้างฐานทัพเรือเพื่อควบคุมความปลอดภัยของประเทศทางด้านอ่าวไทย แต่ด้วยมีทิวทัศน์สวยงาม ทะเลสาบ หน้าผา ถ้ำทะลุ เกาะรังนกนางแอ่น นกนานาชนิด และแนวปะการัง เป็นแหล่งอาศัยและเพาะพันธุ์ปลานานาชนิด
ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2518 นายสมบูรณ์ วงศ์ภักดี นักวิชาการป่าไม้ตรี กองอุทยานแห่งชาติ ได้เขียนบทความสารคดีเรื่อง “หมู่เกาะอ่างทอง อุทยานแห่งชาติทางทะเล” ซึ่งตีพิมพ์ในหนังสือพิมพ์ ไทยรัฐ ฉบับวันที่ 29 มิถุนายน 2518 สรุปสาระสำคัญว่า ควรจัดหมู่เกาะอ่างทอง อำเภอเกาะสมุย จังหวัดสุราษฎร์ธานี ให้เป็นอุทยานแห่งชาติทางทะเล ประกอบกับกองอุทยานแห่งชาติได้มีโครงการอยู่แล้วเช่นกัน และคณะกรรมการอุทยานแห่งชาติได้มีมติในคราวประชุม ครั้งที่ 2/2518 เมื่อวันที่ 22 ตุลาคม 2518 ให้กรมป่าไม้พิจารณาจัดหมู่เกาะอ่างทองเป็นอุทยานแห่งชาติทางทะเลอีกแห่งหนึ่ง
มีจุดเด่นทางธรรมชาติสวยงามหลายแห่ง เช่น จุดชมวิวผาจันทร์จรัส เกาะวัวตาหลับ ทะเลใน เกาะสามเส้า