Địa hình Phú Quốc nhìn chung khá phức tạp, bị chia cắt bởi nhiều sông suối và đồi núi. Phần lớn diện tích của đảo là rừng và núi, núi có độ cao trung bình khoảng trên 40m và dốc trên 40o, Phú Quốc có 99 ngọn núi tập trung ở vùng bắc Đảo, dốc theo
hướng Bắc - Đông Bắc sát biển và thoải dần về phía Nam - Tây Nam. Dãy núi lớn nhất là dãy Hàm Ninh dài khoảng 30km chế ngự bờ phía Đông Bắc đảo với đỉnh cao nhất trên đảo là đỉnh Núi Chùa (603m).
Nhiều dạng địa hình đã tạo cho Phú Quốc phong phú về cảnh quan có thể khai thác du lịch: các bãi cát ven biển, đồi núi (du lịch thể thao, dã ngoại, tham quan động vật quý hiếm), địa hình đứt gãy tạo nhiều khe suối, thác nước đẹp như: suối Tranh, suối Đá, suối Tiên.
Phú Quốc nằm trong vùng vịnh Thái Lan có chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, ít biến động, ấm áp quanh năm, ít có những hiện tượng thời tiết bất lợi như bão, giá rét, sương muối, gió khô nóng, ấm áp quanh năm. Nhiệt độ trung bình khoảng 27,10C, tháng nóng nhất cũng chỉ ở mức trung bình 28,30C và tháng thấp nhất 25 0C; biên độ trung bình năm khoảng 300C, biên độ nhiệt ngày đêm khoảng 60C.
Lượng bức xạ tổng cộng hàng năm đạt khoảng 135 - 140 kcal/cm2; tất cả các tháng trong năm đều có trên 120 giờ nắng. Như vậy chế độ bức xạ, nắng là thích hợp để phát triển nhiều loại hình du lịch ngoài trời.
Phú Quốc có 2 mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau; mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 11 với lượng mưa trung bình năm đạt 3.038mm. Đây là điều kiện thuận lợi để có thể xây dựng hồ đập, tích nước phục vụ các nhu cầu sinh hoạt và phát triển du lịch. Tuy nhiên, phân bổ mưa trong năm khá khắc nghiệt. Trên 90% lượng mưa tập trung vào các tháng 5 - 10. Vào các tháng 7, 8, 9, số ngày mưa trung bình trong tháng lên tới 23 - 24 ngày với lượng mưa đạt trên 450 mm. Tổng số ngày mưa trung bình trong năm đạt 174 ngày.
Độ ẩm không khí trung bình năm là 83,3% (lớn nhất đạt tới 94,6%; nhỏ nhất là 67,7%). Lượng bốc hơi trung bình tháng là 116,2mm (lớn nhất là 164,6mm; nhỏ nhất là 80,8mm).
Chế độ gió ở đảo Phú Quốc phân hoá tương đối rõ theo mùa và theo 2 bên sườn núi của dãy Hàm Ninh ngăn cách phần Đông và Tây đảo: mùa khô là mùa hoạt động của gió mùa Đông Bắc (tháng 11 đến tháng 4 năm sau) với tốc độ gió trung bình biến đổi từ 2,8 – 4,0m/; mùa mưa là mùa của gió Tây Nam từ tháng 5 đến tháng 10 với tốc độ trung bình là 4 - 5m/s (tương ứng với cấp 4 và 5). Gió mạnh thường xảy ra vào các tháng 6, 7 và 8 với vận tốc gió tuyệt đối lên tới 31,7m/s có thể tổ chức thi lướt sóng tại một số khu vực bãi biển. Tuy nhiên, gió mạnh cũng làm ảnh hưởng đi lại của tàu thuyền và các hoạt động du lịch leo núi, mạo hiểm bị hạn chế.
2.1.2.2. Địa chất và Chế độ hải văn
Những nghiên cứu gần đây cho biết, cấu tạo địa chất ở Phú Quốc hoàn toàn do đá trầm tích tạo nên. Bề mặt địa hình bị phong hoá tạo nên lớp phủ sét cát pha dăm sạn dày từ 5-15m. Địa chất động lực ổn định, không xảy ra động đất và sụt lún khu vực.
Địa chất công trình tốt thuận lợi cho việc xây dựng công trình, đặc biệt là các công trình lớn. Do địa hình có nhiều núi nên một số khu vực là vùng bồi lắng ven sông, ven biển (Cửa Cạn, Vịnh Đầm, Rạch Tràm,...)
Chế độ hải văn bao gồm các chế độ triều, sóng và dòng chảy, độ mặn và nhiệt độ nước biển, độ trong suốt của nước biển. Chế độ thuỷ triều ở vùng biển đảo Phú Quốc là chế độ nhật triều không đều. Đa số các ngày có một lần triều lên và một lần triều xuống, tuy nhiên vào những ngày nước kém, khoảng 2-3 ngày có thể xuất hiện chế độ bán nhật triều.
Chế độ sóng chủ yếu phụ thuộc vào chế độ gió. Theo kết quả nghiên cứu của Đề tài KT.03.22 thuộc Chương trình Biển cấp Nhà nước KT.03, trong mùa gió Đông Bắc (tháng 12, 1, 2) trong toàn vịnh Thái Lan sóng có hướng chủ yếu là Đông Bắc, Bắc - Đông Bắc và Đông. Vùng biển phía Tây Nam đảo Phú Quốc có sóng hướng Đông Bắc với độ cao trung bình 1,1 - 3,0m với tần xuất 10% vào tháng 7.
Gió mùa Tây Nam thịnh hành vào các tháng 7, 8 và 9 tạo ra trường sóng có hướng chủ yếu Tây Nam và Tây - Tây Nam trong toàn vịnh Thái Lan. Sóng có độ cao lớn 1,1 - 3,0m có tần xuất 13% vào tháng 7; 16% vào tháng 8. Trong một số trường hợp, độ cao sóng lớn nhất quan trắc thấy có thể đạt tới 5m vào tháng 7.
Vào các tháng chuyển tiếp gió mùa Đông Bắc sang gió Tây Nam (tháng 3, 4, 5) và từ gió Tây Nam sang gió mùa Đông Bắc (tháng 10, 11), hướng sóng luôn thay đổi theo hướng gió và thường có độ cao sóng không lớn. Độ cao sóng trong khoảng 0,5 - 1,0m có tần xuất không vượt quá 13%. Vào tháng 5 sóng có độ cao nhỏ nhất đạt 0,1 - 0,4m hướng Đông - Đông Nam với tần xuất 24%.
Nước biển quanh đảo Phú Quốc có độ mặn trung bình đạt 30,3‰, nhiệt độ nước biển trung bình năm là 29,20C, độ trong suốt không dưới 0,5m (có nhiều khu vực đạt 4-5m).
Nhìn chung chế độ hải văn của đảo Phú Quốc thuận lợi cho việc tổ chức các hoạt động du lịch biển.
2.1.2.3. Tài nguyên đất và nước
Phú Quốc có diện tích đất khoảng 56.300 ha, chiếm 95% diện tích toàn huyện (nếu gồm các đảo nhỏ là 58.992 ha).
Đất đai Phú Quốc được chia như sau:
Nhóm đất cát: có khoảng 11.044 ha chiếm 18,6% diện tích. Nhóm đất này
phân bố ven biển, tập trung nhất là khu vực phía Tây và Đông Nam.
Nhóm đất phù sa: có 1.177 ha chiếm 1.98% chủ yếu phân bổ ở địa hình thấp
trũng thuộc các xã Dương Tơ, Hàm Ninh, An Thới và Cửa Cạn.
Nhóm đất xám: có 13.322 ha chiếm 17,4% diện tích, loại đất này có thể trồng
các loại cây hàng năm hoặc chuyển đổi sang mục đích xây dựng.
Nhóm đất đỏ vàng: có 36.678 ha chiếm 61,85%. Nhóm đất này phân bố trên
các dạng địa hình đồi núi khắp tất cả các xã trong huyện.
Trong tổng số diện tích đất, có khoảng 6.900 ha có cao độ dưới 5m và độ dốc dưới 8 độ chiếm 11,6%. Đất nằm ở cao độ từ 5-40m với độ dốc dưới 15 độ có khoảng 14.380 ha chiếm 24,2%. Phần diện tích còn lại chiếm 64,2% có cao độ trên 40m và độ dốc trên 15 độ.
Đất đai Phú Quốc chủ yếu là đất rừng 38.860ha, nông nghiệp 6.902ha, đất chuyên dùng 1.513ha, đất khu dân cư đô thị 145ha, đất ở nông thôn 362ha. Đất chưa sử dụng có quy mô khá lớn khoảng 11.530ha. Phần lớn quỹ có vị trí thuận lợi, có tài nguyên du lịch đặc sắc, giá trị cao rất thuận lợi để phát triển du lịch, đặc biệt du lịch sinh thái, nghỉ dưỡng.
Biển ven xung quanh đảo tương đối cạn từ 1,5 – 4 m. Cách bờ từ 100 – 500m, phần phía Đông đảo chỉ sâu từ 1-3m, phần phía Tây khoảng 4m. Tàu vào được bờ là tàu nhỏ cở 100-200 tấn. Riêng khu vực quần đảo phía Nam An Thới là có biển sâu cho phép tàu có trọng tải lớn có thể vào được. Cụ thể là biển xung quanh Hòn Thơm, Hòn Dừa sâu từ 11-14m.
Hệ thống sông suối trên đảo Phú Quốc chủ yếu đều bắt nguồn từ dãy Hàm Ninh. Tổng chiều dài của mạng lưới sông suối trên đảo khoảng 218,5km đạt mật độ trung bình 0,42km/km2, lớn hơn bất cứ đảo nào ở Việt Nam. Trên đảo hiện có 3 hệ thống rạch chủ yếu bao gồm (thứ tự từ Bắc xuống Nam):
- Rạch Cửa Cạn: bắt nguồn núi Chúa, nhánh chính dài 28,7km, lưu vực rộng 147km2.
- Rạch Dương Đông: bắt nguồn từ núi Đá Bạc, nhánh chính dài 18,5km, lưu vực rộng 105km2.
- Rạch Đầm Dài: dài 14,8km, lưu vực rộng 49km2.
Với lượng mưa trung bình năm đạt 3.038mm, ước tính hàng năm Phú Quốc tiếp nhận tới 1,6 tỷ m3 nước, trong đó khoảng 900 triệu m3 theo hệ thống sông suối đổ ra biển, lượng nước còn lại được lưu giữ trong hệ thống sông rạch và các bể nước ngầm trong các tầng đất. Trữ lượng nước mặt của các con sông trên đảo Phú Quốc khoảng 9,31 triệu m3 với chất lượng tương đối tốt, đủ đáp ứng nhu cầu sản xuất và sinh hoạt. Các sông suối vừa là nguồn cung cấp nước, vừa là nơi tạo các cảnh quan và tổ chức các hoạt động du lịch. Nước ngầm nhìn chung ít, hiện đang được khai thác ở phía Nam đảo từ thị trấn Dương Đông đến An Thới và một số nơi như xã Bãi Thơm, Cửa Cạn.
Căn cứ vào địa hình và khả năng trữ nước, quy hoạch trên đảo Phú Quốc có thể xây dựng được 5 hồ chứa nước: hồ Dương Đông, hồ Suối Lớn, hồ Cửa Cạn, hồ Rạch Cá và hồ Cửa Lấp. Hiện nay hồ Dương Đông có dung tích là 4 triệu m3; khả năng chứa của hồ Cửa Cạn khoảng 10 triệu m3, các hồ Suối Lớn, Rạch Cá và Cửa Lấp khoảng 2 – 3 triệu m3. Với hệ thống các hồ chứa nước trên, khả năng khai thác và cung cấp nước sạch trên đảo khoảng 200.000 m3/ngày đêm.
2.1.2.4. Tài nguyên sinh vật cảnh quan và sinh thái Hệ sinh thái rừng:
Rừng Phú Quốc có vị trí quan trọng trong hệ thống rừng phòng hộ của tỉnh Kiên Giang với hệ sinh thái và các tầng thực vật rất phong phú, đa dạng. Rừng trên đảo Phú Quốc chiếm tới 60% diện tích tự nhiên và tập trung ở phía Bắc đảo trên dãy Hàm Ninh và dãy Hàm Rồng. Rừng lá rộng ước khoảng 32.000 ha với nhiều loài cây gỗ quý như Kiền kiền, Săng lẻ, Chai, Vên vên, Sao đen, Sao đỏ.... Ngoài ra trên đảo còn có khoảng hơn 3.000 ha rừng Tràm dọc lưu vực các rạch và khoảng 120 ha rừng ngập mặn chủ yếu ở vùng cửa rạch Cửa Cạn và Dương Đông.
Các giá trị sinh vật có thể khai thác phục vụ phát triển du lịch nói chung, du lịch sinh thái nói riêng tập trung chủ yếu ở vườn quốc gia (VQG) Phú Quốc. VQG được thành lập trên cơ sở chuyển hạng khu bảo tồn thiên nhiên Phú Quốc theo quyết định số 91/2001/QĐ-TTg ngày 8/6/2001 của Thủ tướng Chính phủ.
VQG Phú Quốc có diện tích 31.422 ha, trong đó phân khu bảo vệ nghiêm ngặt có diện tích 8.786 ha; phân khu phục hồi sinh thái là 22.603 ha; và phân khu hành chính,
dịch vụ là 33 ha. Theo số liệu điều tra, thành phần thực vật và động vật ở vườn quốc gia Phú Quốc rất phong phú đa dạng với 1.164 loài thực vật bậc cao thuộc 137 họ và 150 loài động vật hoang dã thuộc 69 họ. Các loài sinh vật quý hiếm và đặc hữu trên đây có giá trị đặc biệt đối với hoạt động nghiên cứu khoa học và du lịch sinh thái.
Với diện tích rộng lớn, đa dạng sinh học cao và cảnh quan hấp dẫn, rừng nhiệt đới thường xanh ở vườn quốc gia Phú Quốc là nơi lý tưởng để tổ chức các hoạt động du lịch sinh thái như tham quan học tập về rừng nhiệt đới, cắm trại, thể thao leo núi, nghiên cứu khoa học kết hợp nghỉ ngơi...
Hệ sinh thái biển:
Hệ sinh thái biển ở vùng biển quanh đảo Phú Quốc cũng rất phong phú, nơi phát triển của nhiều rạn san hô có giá trị du lịch. Đặc biệt Phú Quốc là một trong hai vùng
biển duy nhất ở Việt Nam còn tồn tại loài Bò biển (Dugon) thu hút được sự quan tâm
đặc biệt của khách du lịch và các nhà khoa học. Theo kết quả điều tra của Phân viện
Hải dương học Hải Phòng được công bố trong Báo cáo về "Hiện trạng môi trường biển Việt Nam 2004" do Bộ Tài nguyên và Môi trường lập trình Quốc hội thì Phú
Quốc là địa điểm có diện tích cỏ biển lớn nhất ở Việt Nam (khoảng 300 ha) phân bố chủ yếu ở bờ Đông đảo từ Bãi Thơm đến Hàm Ninh. Số cá thể Bò biển (Dugon) theo ước tính đạt tới 120 con. Đây là tiềm năng du lịch sinh thái rất đặc thù và có giá trị của đảo Phú Quốc. Ngoài ra ở vùng biển quanh đảo Phú Quốc còn có cá heo, một loài sinh vật biển rất hấp dẫn khách du lịch.
Ngoài hệ sinh thái tự nhiên, hệ sinh thái nông nghiệp với diện tích gần 7.000 ha chủ yếu là hồ tiêu, điều, dừa, v.v. là một dạng tài nguyên du lịch tự nhiên đặc biệt, hiện rất hấp dẫn khách du lịch.
Các bãi biển:
Trên chiều dài khoảng 150km đường bờ biển quanh đảo Phú Quốc có nhiều bãi biển có giá trị du lịch. Đường bờ biển của Phú Quốc không thuần nhất mà có sự biến đổi ở những vị trí khác nhau. Điều đó có nghĩa là các bãi biển nằm trải dài trên dải ven bờ đảo sẽ có sự khác nhau về chất lượng.
Địa hình núi cao với thảm thực vật rừng ở bờ phía Đông Bắc đảo có xu thế đổ dốc xuống các bãi biển. Với điều kiện tự nhiên như vậy, các bãi biển chỉ được hình thành ở những nơi có thung lũng mở ra biển hoặc ở những nơi hình thành các vũng, vịnh (tương tự ở phía Đông Nam của đảo).
Việc đánh giá các bãi biển thường dựa trên những đặc điểm có thể quan sát được và sự thích hợp của chúng đối với mục đích sử dụng của khách du lịch như thư giãn tắm nắng, bơi lội, và các hoạt động giải trí biển có liên quan.
Mức phân loại đánh giá các bãi biển có thể dựa trên một số tiêu chí như: cấu tạo bãi biển, chất lượng nước biển, độ dốc thoải của bãi biển, độ sâu của vùng nước biển quanh bãi, đặc điểm chế độ hải văn vùng nước biển quanh bãi và những yếu tố khác như sự trong sạch của môi trường, sự thoáng đãng của không gian bãi biển (không bị bó hẹp bởi các hàng rào phân cách), sự hấp dẫn của thảm thực vật và cảnh quan địa hình xung quanh.
Bãi Bà Kèo (từ Dương Đông đến Cửa Lấp):
Bãi biển không rộng (20 - 30m), hạt cát tương đối thô. Về cơ bản độ dốc bãi biển cóthể đảm bảo cho hoạt động tắm biển, tuy nhiên có một số khu vực bãi hơi dốc phần dưới nước và có lẫn đá gốc. Cảnh quan khu vực phía trên đất liền nhìn chung kém hấp dẫn và có dân cư sống xen kẽ. Bãi này có sức chứa tương đối (dài khoảng 3,5 km).
Bãi Trường (từ Cửa Lấp đến Mũi Đất Đỏ):
Là bãi biển dài nhất trên đảo Phú Quốc (khoảng 15 km), tuy nhiên bãi biển không rộng, hạt cát tương đối thô và có màu sẫm, ở một số khu vực dải đất phía trên bãi được trồng dừa, còn phần bãi chìm tương đối rộng và không sâu. Dọc theo bờ có một số điểm dân cư được nối với nhau bằng đường ven biển. Đây là bãi biển thích hợp với hoạt động du lịch đại chúng từ thị trường trung bình và thấp.
Bãi Đất Đỏ (từ mũi Đất Đỏ đến mũi Ông Bốn):
Là bãi biển không lớn nằm kẹp giữa 2 mỏm núi đất (mũi Đất Đỏ và mũi Ông Bốn). Đây là một vị trí chiến lược gần thị trấn An Thới và một số bãi biển có chất lượng tốt ở Phú Quốc. Độ sâu ở khu vực này tương đối lớn so với những khu vực khác ở bờ Tây của đảo. Phần đất liền trên đảo kề bãi biển nhìn chung tương đối bằng phẳng. Hiện nay có một điểm dân cư ở phía Nam. Môi trường ở khu vực này hiện bị ảnh hưởng do hoạt động khai thác cát. Do chiều dài của bãi biển không lớn (khoảng 1 km) nên sức chứa bị hạn chế.
Bãi Khem (từ mũi Bãi Khem đến mũi Bãi Xép):
Là một bãi biển tương đối lớn với chiều dài khoảng 3,5 km nằm trong một vịnh kín ở bờ Đông. Cát ở đây trắng và tương đối mịn. Ở phần đất liền kề bãi có các đụn cát được phủ bởi một lớp thực vật mỏng. Độ dốc của bãi thoải đảm bảo an toàn cho hoạt động tắm biển. Bãi biển này có sức chứa tương đối lớn và hiện do bộ quốc phòng quản lý.