La plongée est ce qui attire la plupart des visiteurs à Koh Tao, et l'île est taillée sur mesure pour elle. Des dizaines d'écoles de plongée se concentrent le long de Sairee et de Mae Haad, proposant tout, du baptême d'une demi-journée au cours Open Water de quatre jours, jusqu'à la formation de Divemaster, généralement à des prix parmi les plus bas qui soient. Les sites de plongée sont proches et variés : le Chumphon Pinnacle, un mont sous-marin de granit réputé pour ses bancs de poissons et ses requins-baleines occasionnels ; Sail Rock, vers Koh Phangan, avec sa spectaculaire cheminée verticale que l'on traverse à la nage ; le Southwest Pinnacle ; et le HTMS Sattakut, un ancien navire de guerre coulé pour former un récif artificiel et devenu une épave de plongée prisée. L'eau chaude, les conditions clémentes et les récifs peu profonds en font un lieu idéal pour les débutants, tandis que les pinacles comblent les plongeurs expérimentés. Réservez auprès d'une école qui maintient de petits groupes et vérifiez son bilan de sécurité plutôt que de courir après le prix le plus bas. Les non-plongeurs peuvent monter à bord de nombreux bateaux pour faire du snorkeling sur les mêmes sites.