秦以前，海南岛先后属“南交”和“扬越”，古籍亦称之为“雕题国”和“离耳国”（或“儋耳国”）。秦始皇三十三年（公元前 214 年），秦王朝统一岭南，设立南海、桂林、象郡 3 郡，海南地处象郡边缘。西汉武帝派伏波将军路博德平定南越后，于元封元年（前 110 年）在海南岛设珠崖、儋耳两郡，始元五年（前 82 年）废儋耳郡，将其并入珠崖郡（治所在今海口市琼山区龙塘镇），含 16 县。1988 年 4 月，从广东省划出，单独建立海南省，区域覆盖海南岛、西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛的岛礁以及海域，是全国面积最大的省。
至 2007 年底，全省辖两个地级市、6 个县级市、4 个县、6 个自治县、4 个市辖区和 1 个办事处（县级），即海口市和三亚市，五指山市、文昌市、琼海市、万宁市、儋州市、东方市、定安县、屯昌县、澄迈县、临高县、白沙黎族自治县、昌江黎族自治县、乐东黎族自治县、陵水黎族自治县、保亭黎族苗族自治县、琼中黎族苗族自治县、秀英区、龙华区、琼山区、美兰区、西南中沙群岛办事处。
远古岛民在从事采集、渔猎生产的同时，相继开始了原始的种养业。据古籍载，至少在2000 多年前，海南岛上已种植禾稻、棉花、蚕桑、苎麻、薯蓣、薏苡等作物，饲养牛、羊、鸡、猪等禽畜。海南岛是我国水稻栽培和棉花栽培的发源地之一，黎族先民还培育出能在山地生长的早稻品种“山兰稻”。唐代，海南初步形成环岛农业带。宋代，由于汉族移民的增多，铁制农具和耕牛的使用，水利的兴修和占城稻、小粒花生、柑橘等农作物的引进，海南农业接近中原地区水平。明代，鸭脚粟、甘薯（亦称番薯或地瓜）、玉米、芝麻、烟草、辣椒、南瓜、番茄、洋葱、甘蓝等作物开始传入，其中水稻良种和高产作物甘薯的引种成功并向大陆传播，被农史学者称为中国粮食生产史上的第二次革命。明代中叶海南曾一度实现粮食基本自给。清代海南开始成为全国育种基地，但历史上大多数时间仍依赖大陆调进粮食。而海南独特的自然条件，则有利于发展热带经济作物，椰子、槟榔、荔枝、龙眼、香蕉、甘蔗、木棉、无花果等热带、亚热带作物和益智、砂仁、巴戟等药用植物，早在汉代已在岛上普遍种植；杨桃、菠萝和菠萝蜜在南朝萧梁时期和明代中晚期先后传入。至近代，热带经济作物生产又有突破性发展，海南岛作为中国最大的热带作物生产基地已具雏形。