Τα πεντακάθαρα νερά της Αλοννήσου είναι ιδανικά για καταδύσεις και εξερεύνηση γι’ αυτό πολλοί επισκέπτες του νησιού δοκιμάζουν να βουτήξουν. Τα βαθιά κρυστάλλινα νερά που σφύζουν από θαλάσσια ζωή μεταξύ αυτών 300 είδη ψαριών, δελφινιών και κοραλλιών όπως το ροζ κοράλλι κάνουν την Αλόννησο ένα ιδανικό προορισμό για καταδύσεις.
Ξεχωρίζει το ναυάγιο μίας φορτηγίδας του 5ου αιώνα π.Χ. που βρέθηκε στη νήσο Περιστέρα με μήκος περίπου 30 μ. και πλάτος 10 μέτρων που μετέφερε 3.000-4.000 αμφορείς οίνου και άλλα αθηναϊκά σκεύη είναι σημαντικό διότι αναθεωρεί την άποψη που επικρατούσε ότι εκείνη την εποχή δεν υπήρχαν φορτηγίδες στη Μεσόγειο με εκτόπισμα άνω των 120 τόνων. Γενικά στην ευρύτερη θαλάσσια περιοχή του Εθνικού Θαλάσσιου Πάρκου έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα 8 αρχαία και μεσαιωνικά ναυάγια και πάνω από 30 σύγχρονα. Άλλοι καταδυτικοί προορισμοί είναι ο Άγιος Πέτρος, οι Σπαρτίνες, ο Μαύρος Κάβος, τα Βασιλικά, σπηλιά στην βορειανατολική πλευρά του νησιού με γοργονίες και κοράλλια και το ναυάγιο ενός ξύλινου μεταφορικού 6 ετών στο στενό στα Δύο Αδέρφια. Στην Αλόννησο λειτουργούν δύο καταδυτικά κέντρα, το Alonissos Triton Dive Center (24240 65804) και το Ikion Dive Center που οργανώνουν εκδρομές και μαθήματα για καταδύσεις.
Τέλος, το 2011 έγινε αναοριοθέτηση του ενάλιου αρχαιολογικού χώρου Βορείων Σποράδων – Αλοννήσου και έτσι επιτρέπεται η κατάδυση μέσω καταδυτικών κέντρων στα παρακάτω μέρη:
Ακτογραμμή βόρεια της Στενής Βάλλας, από το ακρωτήριο Απύθμενος έως το χώρο που βρίσκεται αμέσως βόρεια από την παραλία του Αγ. Δημητρίου της Νήσου Αλοννήσου,
Περιοχή Γλύφα, βόρεια της Στενής Βάλλας,
Ακτογραμμή νότια από τη Στενή Βάλλα, από Άγ. Πέτρο έως Σπιθάρι,
Όρμος Σπαρτίνα,
Όρμος Χρυσής Μηλιάς , Σπαρτίνας και η Ξέρα ανοιχτά του όρμου Μηλιάς – Σπαρτίνας,
Όρμοι Ρουσούμ Γυαλός και Βότση,
Όρμοι μικρού Μουρτιά,
Ξέρα ανοιχτά του Όρμου Μικρού Μουρτιά,
Όρμος Καλής Βολής,
Όρμος Μαύρου Κάβου στη Νήσο Περιστέρα,
Όρμος Κλήμα της Νήσου Περιστέρας
Νότια πλευρά του όρμου Βασιλικού, στην περιοχή που εκτίνεται μεταξύ των τοπωνυμιών Ξύλο και Βουρλιά στη Νήσο Περιστέρα,
Ακτογραμμή ανατολικά της Νήσου του Μεγάλου Αδελφού
Θαλάσσιος δίαυλος των νήσων Μικρό και Μεγάλο Αδέλφι
