Hjarnø er en flad Moræne ø. Øens højeste punkt er godt 7 m.
Øen blev dannet i istiden.
Øens sydøstlige kyst har stejle lerede skrænter, da havstrømmene fører mere vand ind i Horsens Fjord. Dermed æder havet af kysten. Dette gør at Hjarnø langsom ændrer sig, og der skabes nyt land et andet sted omkring øen.
Største ændringer sker ved Krumodderne på nord og sydsiden. Havet æder sig ganske langsomt ind på øens sydøstlige kyst, og der efterlades stejle lerede kystskrænter.
Øen består mest af dyrkede marker, dog findes der en lille løvskov på den nordlige halvdel.
Hjarnø er ikke et naturreservat, men et område, der er internationalt beskyttet for kystfugle. Derfor skal der vises hensyn ved strandengene, specielt i yngletiden.
Hjarnø har strandenge, hvor kreaturer græsser.
Der er ikke så mange levende hegn eller anden beplantning, hvilket gør at der er god udsigt over landskaberne og til det omkringliggende hav.
Før i tiden var Hjarnø-beboerne søfolk, idag er de mest landmænd, aktive pensionister og folk der arbejder på fastlandet.
Hjarnø er et populært sted for ornitologer og lystfiskere, samt pga det varierede dyreliv og smukke natur.
På den nordlige del af Hjarnø er der et naturområde med strandsøer. På den sydlige del er der en lagune. Begge steder yngler trækfuglene.
Øens navn stammer stammer fra det olddanske *Hiarni*. Dette betyder terrænforhøjninger.
Et gammelt sagn, at i følge Saxo er Hjarnø opstået efter sagnkongen Hjarne, som flygtede til Hjarnø pga. stridigheder om kongemagten.