Novaja Zemlja koostuu kahdesta suuresta saaresta ja muista pienistä saarista. Pääsaaret ovat Severnyi Saari (Pohjoinen) ja Juzhnyi Saari (Eteläinen). Matoshkin salmi erottaa saaria toisistaan.
Saariston alkuperäiskansat ovat nenetsit. Kun Neuvostoliitto perusti Novaja Zemljan ydinaseiden testipaikaksi 1950-luvulla, he pakottivat kaikki nenetsit muuttamaan mantereelle.
Venääläiset tiesivät Novaja Zemljasta jopa 11. vuosisadalla, kun Novgorodin kauppiaat vierailevat siellä.
Ensimmäinen matkustaja oli Hugh Willoughby vuonna 1553. Willem Barents pääsi Novaja Zemljan pohjoiseen vuonna 1594 ja talvehti saarten koillisessa osassa.
Myöhemmin Feodor Litken matkan aikana vuosina 1821–1824 saariston länsirannikko kartoitettiin.
Ensimmäinen asutus perustettiin vuonna 1870, sen nimi oli Malye Karmakuly.
Hallinnollisesti saaret kuuluvat Arkangelin alueeseen. Asukasluku on 2 910 ihmistä (2017). 2,149 ihmistä asuu Belushya Guban kylässä, joka on saarten administratiivinen keskus.
Barentsin meri ja Karameri huuhtelevat saaria. Saarten koko pinta-ala on lähes 90,650 neliökilometriä.
Saaria erottaa manteresta Kara-salmi. Vuorten korkeus on 1,070 metriä. Pohjoisella saarella on paljon jäätikköjä, samalla kun eteläisellä saarella on tundran ilmasto.
Luonnonvarat sisältävät kuparia, lyijyä ja sinkkiä.
Saarten ilmasto on ankaraa. Talvi kestää 180 päivää pitkän polaariyön kanssa (17:stä. marraskuuta 26:een. tammikuuta asti). Talvella on kovia tuulia, lumipyryjä ja alhaisia lämpötiloja. Alhaisin lämpötila on huhtikuussa- maaliskuussa (-17°C). Kesä on lyhyt, ja korkein lämpötila on +7 °C heinäkuussa. Ilma on kylmää ja sumuista. Syksyllä on paljon sadetta ja lunta.
Saarten kasvillisuus on erilaista. Pääasiassa on tundran kasveja.
On olemassa eri lintujen lajeja saarilla kuten harmaalokki, haahka, hanhi, tiira, polaaripöllö ym.
Nisäkkäitä ovat sopuli, napakettu, poro ja jääkarhu. Eri merinisäkkäitä voidaan havainnoida saarten vesissä kuten partahylkeitä, saimaannorppia, maitovalaita, mursuja.
Novaja Zemlja – Ydinaseiden testipaikkana
Vuonna 1954 heinäkuussa Novaja Zemlja tuli ydinaseiden testipaikaksi. Se oli toiminut 35 vuotta. "Alue A" (Tsоrnaja Guba) oli käytössä 1955–1962. "Aluetta B" (Matotskin Sar) käytettiin maanalaisissa kokeissa 1964–1990. "Alue C" (Suhoi Nos) oli käytössä 1957–1962 ja vuonna 1961 siellä räjäytettiin 50 megatonnin kokoinen Tsar-Bomba.
Kaiken kaikkiaan saarilla oli 224 adinaseiden testiä ja koko räjähtävä energia oli 265 trinitrotoluenen megatonnia. Viimeinen räjähdys tapahtui vuonna 1990 ja se olikin viimeinen koko maassa.
Venäjän ilmavoimat ylläpitävät läsnäoloa saaren eteläosassa sijaitsevassa Rogachevon lentotukikohdassa.
