O relevo é representado por planícies litorâneas (dunas, várzeas e baixios pantanosos); tabuleiros costeiros e colinas. Sua vegetação varia da higrófila e manguezal, restinga, capoeira, caatinga, cerrado, campos limpos e sujos. O município está inserido na bacia hidrográfica do rio Japaratuba, que é o principal rio do município, tendo ainda os rios Sapucaia e Aningas (formam a bacia costeira do Sapucaia), Brito, Poxim e Papagaio em seu território. Destacam-se ainda as lagoas, como a de Pirambu, Catu, Camurupim, Titaras, Redonda, lagoa Grande (localizada no povoado Santa Isabel, atualmente Seca mais com as chuvas do inverno está voltando a sua natural formação, também é a segunda maior lagoa de Sergipe) e a do Sangradouro (Rio Sapucaia), a maior lagoa de Sergipe, desaguando no Oceano Atlântico, no povoado Lagoa Redonda.
Para algumas fontes, a nomenclatura do município vem de um peixe comum na região (o pirambu), para outras vem do nome de um chefe indígena que habitou a antiga povoação. A povoação chamada inicialmente de “Ilha” passou a ser habitada por pescadores no início do século XX, que praticavam a pesca de subsistência nos rios Pomonga, Japaratuba e no Oceano Atlântico, além da caça e agricultura. O comércio era baseado no escambo e as moradias eram feitas de palha. Em 1911 foi instalada uma casa comercial e fundada a colônia de pescadores. Em 1912 a povoação passou à condição de vila, onde foi construída a igreja em homenagem a Nossa Senhora de Lourdes. Em 1934 com a emancipação de Japaratuba de Capela, Pirambu subiu à condição de povoado. Na década de 60 do século XX, um grupo de lideranças locais iniciou um movimento de emancipação política de Pirambu. João Dória do Nascimento, vereador de Japaratuba; Manuel Amaral Lemos, produtor rural; Abelardo do Nascimento e José Lauro Ferreira, pescadores; e Xavier dos Santos encabeçavam o movimento. Em 26 de novembro de 1963 foi sancionada o projeto de lei apresentado pelo deputado estadual Nivaldo Santos, que elevava o povoado à categoria de município com a denominação de Pirambu, desmembrado de Japaratuba. Com a popularidade, o vereador japaratubense João Dória do Nascimento foi eleito o primeiro prefeito de Pirambu, tomando posse em agosto de 1965.