La història de Formentera està molt lligada a la història d'Eivissa, però durant llargs períodes de temps ha estat despoblada, o habitada esporàdicament, donant lloc a una particularitat respecte l'illa veïna.
Prehistòria
Existeixen poques dades sobre la prehistòria de Formentera. L'estudi d'aquest període es va iniciar amb la descoberta del sepulcre de ca na Costa l'any 1974. Es tracta d'un conjunt megalític d'una estructura complexa formada per tres cercles concèntrics i una cambra central. Està datat al voltant de l'any 2000 aC. Els diferents fragments trobats de ceràmica, botons i eines de sílex demostren l'existència d'intercanvis amb les altres illes.
El conjunt de poblaments del cap de Barbaria, entre altres menors, són de l'EDAT DE BRONZE, entre l'any 1600 i 1000 aC. Indiquen un poblament de grups familiars sedentaris.
Edat antiga
Mentre que els fenicis primer, i sobretot els púnics després, s'instal·len a Eivissa formant una important colònia, no existeixen dades sobre Formentera. Probablement va quedar deshabitada, o sense població estable, entre els segles V i I aC. El geògraf grec Estrabó l'anomena Ofiusa, 'illa de les Serps', nom que va adoptar Plini el Vell en llatí com Columbrària. Es va difondre el mite que l'illa era deserta per culpa de tota mena de serps verinoses. Es possible que el nom estigui relacionat amb el nom púnic de les illes Pitiüses, YBSM, referit al déu Bes que, entre altres coses, dominava les serps.
De l'època romana, a partir del segle I dC, es troben jaciments que indiquen l'explotació de recursos i una població estable. A l'època del baix Imperi pertany el castellum de can Blai, una construcció militar quadrada amb cinc torres, probablement amb una funció de refugi de la població agrícola.
Els segles V a IX són obscurs, excepte el període bizantí quan es reconstrueixen antics establiments romans.
Període islàmic
El període islàmic (902 – 1235) suposa una nova organització social i econòmica al voltant de l'alqueria com a unitat productiva agrícola. La població és culta i fortament arabitzada.
El 1108 pateix un primer atac normand dirigit pel rei noruec Sigurd I Magnusson. Els fets queden recollits en la saga escandinava Heimskringla i en la tradició popular formenterera al voltant de la cova des Fum.
Baixa edat mitjana
La cultura i l'estructura social es transformen de formada sobtada amb la conquesta catalana del 1235. L'illa es divideix en quartons assignats als conqueridors: Guillem de Montgrí es va quedar amb la Mola i es Carnatge, Pere I d'Urgell infant de Portugal amb es Cap i el comte Nunó Sanz amb Porto-salè. Poc després Montgrí va comprar la part que pertanyia a Nunó Sanç, i el quartó des Cap va passar al rei (la part més meridional és el pla del Rei). Montgrí va cedir part de la Mola per la construcció del monestir agustí de Santa Maria de Formentera.
A mitjans del segle XIV, com a conseqüència de la pesta negra, l'illa queda despoblada i només és habitada de forma temporal per l'extracció de la sal i feines de ramaderia. L'església de sa Tanca Vella, de reduïdes dimensions i sense cementiri, data del 1369.
En el segle XVI es construeixen les torres de vigilància de la Mola, es Cap i s'Espalmador com a punts estratègics per a la defensa d'Eivissa dels atacs corsaris. Gairebé tres segles sense població estable van fer que augmentessin els recursos naturals de l'illa on predominava el bosc i la caça.
Repoblament del segle XVIII
Al voltant de l'any 1700 el rei va anar concedint terrenys a la família de Marc de Joan Ferrer i s'inicia el repoblament d'eivissencs. Els primers pobladors s'instal·len al voltant de sa Tanca Vella i el 1738 es construeix l'església de Sant Francesc, amb la funció de temple i de refugi, constituint un incipient nucli de població. L'església del Pilar de la Mola és del 1784. A la zona de les Roques s'instal·len els treballadors de les salines. Però la major part de la població viu dispersa segons l'organització tradicional eivissenca en véndes. A l'any 1800 hi havien 1.200 habitants aproximadament.
Segles XIX i XX
La derrota del bàndol austriacista en la Guerra de Successió suposa la incautament de les salines, el principal recurs de l'illa. Les condicions de vida són dures i l'economia és de subsistència, bàsicament agrària. L'illa es troba desforestada i els estanys saliners en mal estat. El 1822 s'instaura breument el primer ajuntament de l'illa, reinstaurat el 1837 i novament suprimit entre 1870 i 1888.
Durant el darrer terç del segle XIX i el primer terç del segle XX es produeix una gran emigració masculina a Cuba, l'Uruguai i l'Argentina, propiciant l'apel·latiu, per part dels eivissencs, de l'"Illa de ses dones". Els ingressos de l'emigració, majoritàriament temporal, suposen un augment del nivell de vida.
L'anarquisme esdevé el referent polític de l'illa, amb una llarga vaga dels treballadors saliners iniciada el 1931 i una important mobilització social en demanda d'un ús comunitari de l'Estany des Peix. A l'inici de la Guerra Civil Espanyola l'illa és ocupada unes setmanes pel capità republicà Albert Bayo Giraud. Recuperada pel bàndol franquista s'inicia una repressió amb afusellaments, exili i empresonaments. Entre el 1940 i el 1942 s'instal·la a la Savina una colònia penitenciària on van morir de gana un centenar de presoners. Les dècades del 1940 i 1950 tornen a ser anys d'aïllament, escassetat i mera subsistència.
A principis de la dècada del 1960, el turisme provoca una nova ruptura econòmica i social. S'inicia amb l'arribada d'integrants del moviment hippy i després moviments naturistes. Es construeixen els primers establiments turístics, la majoria com a petits negocis familiars, es remodela el port de la Savina com a principal punt de comunicació, i es milloren les infraestructures en general.
A partir dels anys vuitanta comencen les demandes socials per la preservació d'espais naturals i per un model turístic propi: campanyes contra la urbanització de l'estany des Peix, el càmping des Ca Marí...