La Grande Diomède se trouve à 45 km au sud-est du cap Dejnev de la péninsule tchouktche, la Petite Diomède se trouve elle à 40 km à l'ouest du cap Prince-de-Galles sur la péninsule de Seward. À quinze kilomètres au sud-est des îles Diomède se trouve l'îlot rocheux de Fairway Rock, territoire américain. On pense que ces deux îles sont des tuyas, restes de la Béringie qui reliait autrefois les deux continents. Elles sont baignées par la mer des Tchouktches (océan Arctique) au nord et la mer de Béring au sud (océan Pacifique).
Les deux îles présentent des aspects similaires, avec de hautes falaises de 250 à 300 mètres et une pente de 40° plongeant dans la mer et surmontées d'un vaste plateau. La végétation est rare, sans arbre.
La ligne de changement de date passe entre les deux îles, à 1,5 km de chacune d'elle. Comme cette ligne se trouve entre les deux îles à portée de vue l'une de l'autre, on peut de l'Alaska (Petite Diomède) regarder « demain » en Russie (Grande Diomède). Le premier campement humain sur l’île de la Petite Diomède semble remonter à plus de 3 000 ans. Il servait de camp de chasse au printemps. Par la suite des populations esquimaudes résidèrent sur les îles, chassant et commerçant des deux côtés du détroit
Les deux îles présentent des aspects similaires, avec de hautes falaises de 250 à 300 mètres et une pente de 40° plongeant dans la mer et surmontées d'un vaste plateau. La végétation est rare, sans arbre.
