Administrativ historik
Regionen/kommunens område motsvarar samtliga socknar på Gotland samt Visby stad. I socknarna bildades vid kommunreformen 1862 landskommuner med motsvarande namn, och för Visby stad bildades en stadskommun.
Hemse municipalsamhälle inrättades 25 juni 1886 i Hemse landskommun. 1936 inkorporerades Visby landskommun i Visby stad och samma år ombildades Othems landskommun till Slite köping.
Dalhem (av Dalhem, Ekeby, Ganthem, Gothem, Hörsne med Bara, Källunge, Norrlanda och Vallstena),
Klintehamn (av Västergarn, Sanda, Mästerby, Väte, Hejde, Klinte, Fröjel, Eksta och Sproge),
Romakloster (av Akebäck, Ala, Anga, Barlingbo, Björke, Buttle, Endre, Follingbo, Gammelgarn, Guldrupe, Halla, Hejdeby, Kräklingbo, Östergarn, Roma, Sjonhem, Vänge och Viklau),
Stenkumla (av Atlingbo, Eskelhem, Hogrän, Tofta, Stenkumla, Träkumla, Vall, och Västerhejde),
Tingstäde (av Bro, Bäl, Fole, Hejnum, Lokrume, Lummelunda, Martebo, Stenkyrka, Tingstäde och Väskinde).
Boge landskommun gick samtidigt upp i Slite köping medan Visby stad förblev oförändrad. Hemse municipalsamhälle upplöstes med utgången av år 1958.
Gotlands kommun bildades vid kommunreformen 1971 av Visby stad, Slite köping och de tolv landskommunerna Dalhem, Fårösund, Havdhem, Hemse, Hoburg, Klintehamn, Ljugarn, Lärbro, Romakloster, Stenkumla, Stånga och Tingstäde. Samtidigt överfördes landstingets uppgifter till den nybildade kommunen.
Topografi och hydrografi
Områdets berggrundsförhållanden formar kommunens horisontala och vertikala samt enskilda landformer. Detta medför att kommunen får en för riket unik topografi. Den genomgående låga landytan, som till största delen ligger under 30 meter över havet, är flack. Berggrundslagrens stupning gör att den platåartade ytan har en svag sydöstlig lutning. Hög respektive låg terräng beror av bergarternas varierande motståndskraft mot nedbrytning. Zonerna med hård kalksten når 40–70 meter över havet, varav det ena löper över ön från Tofta till Fårö och det andra från Klinte till Östergarn. I det senare nämnda stråket finns öns högsta punkt i Lojsta som når 82 meter över havet samt Lilla Karlsö som når 66 meter över havet. Stora Karlsö når 56 meter över havet. I de stråk där ytbergarter utgörs av den mjukare, leriga märgelstenen ligger betydligt lägre. Längs kustområdet i nordväst finns en hög och rak brantkust, så kallad klintkust, detta genom lagerstupningen hos öns sedimentära berggrund. Längs kustområdet i öster är kusten låg och kustlinjen flikig, utanför kustområdet har det bildats avsatser i havsbottnen så kallade pallar, vilka avgränsas utåt av undervattensklintar. På strandplanet har erosion och vittring isolerat 50–150 meter breda raukar som, liksom grottorna, har fått stor uppmärksamhet. Dessa återfinns ofta samlade i fält, så som vid Irevik och på Lilla Karlsö. På Fårö, men också på ett flertal andra platser, finns klapperstensfält.
Ett annat utmärkande drag för Gotland är strandvallar från olika stadier i Östersjöns historia. Exempel är ancylusvallarna som i norr når 45 meter över havet och i söder 19 meter över havet. På lägre nivå påträffas littorinavallar där även de flesta raukarna finns. Bland fenomen som uppstått under ancylustid återfinns den stora rauken Hoburgsgubben i söder liksom ett flertal grottor, däribland Stora förvar på Stora Karlsö. Torsburgen och Klinteberget, vilka når 68 respektive 53 meter över havet, är exempel på inlandsklintar. Generellt består det tunna jordtäcket av kalkhaltig moränlera, även om torvjord och sand förekommer. Sand förekommer dock mest längs kusterna. Gotska Sandön är helt uppbyggd av sandackumulationer. Som en följd av den flacka topografin och kalkstenens genomsläpplighet saknas större vattendrag saknas på Gotland, vilket gjort att det bildats underjordiska lopp och karster, exempelvis vid Lummelunda med dess kända grottsystem.
Naturskydd
År 2022 fanns en nationalpark i kommunen, Gotska Sandön som är Östersjöns ensligaste plats. Förutom ett antal kulturarv trivs insekter i området. En del av dessa har hittats på ön för första gången och några har också sin enda kända nordiska förekomst här, däribland sju skalbaggsarter. Därtill planerades för en till, Bästeträsk, som inkluderar alvarmarker, karsthällar, våtmarker, kust, sjöar och gamla skogar. Samma år, 2022, fanns 155 naturreservat i Gotlands kommun, varav Galgberget och Södra hällarna förvaltas av regionen.