Các tài nguyên biển có khả năng khai thác trong thời gian tới là tiềm năng kinh tế cảng biển, du lịch và khai thác sinh vật biển và nuôi trồng thuỷ sản ven biển. Ngoài ý nghĩa đối với các ngành trên, trực tiếp và gián tiếp còn là điều kiện và cung cấp nguyên liệu cho phát triển công nghiệp của tỉnh.
Bờ biển Khánh Hòa có nhiều điều kiện thuận lợi hình thành các cảng hàng hoá, thương mại và quốc phòng.
Ngoài các tiềm năng trên và tiềm năng du lịch, biển Khánh Hòa còn có trữ lượng hải sản lớn. Điều kiện cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến hải sản.
Tổng trữ lượng hải sản thuộc vùng biển Khánh Hòa khoảng 150 nghìn tấn/năm, trong đó chủ yếu là cá nổi (70%). Khả năng khai thác cho phép hàng năm khoảng 70 nghìn tấn. Nguồn lợi biển phân bố không đều, tập trung phần lớn ở ngư trường (phía Nam) ngoài khơi và ngư trường ngoài tỉnh từ Đà Nẵng đến vịnh Thái Lan (tới 60% trữ lượng). Ngư trường ven bờ và lộng đã tập trung khai thác đến trữ lượng cho phép, chỉ còn khả năng mở rộng đánh bắt ra ngư trường ngoài khơi và ngoài tỉnh, chủ yếu bằng phương tiện tàu lớn, có phương tiện bảo quản và sản xuất dài ngày. Đặc biệt là cần phải khai thác ngư trường quanh quần đảo Trường Sa, vừa nhằm mục đích phát triển kinh tế, vừa góp phần đảm bảo an ninh quốc phòng.
Biển Khánh Hòa còn cung cấp các nguồn rong, tảo thực vật, nếu được khai thác và nuôi trồng theo khoa học thì đây là nguồn nguyên liệu quý cho ngành công nghiệp.
Ngoài các hải sản như cá, mực và các loại ốc, biển Khánh Hòa còn là nơi trú ngụ của loài chim yến, hàng năm cho phép khai thác khoảng 2.000 kg yến sào. Đây là một đặc sản quý mà không phải tỉnh nào trong cả nước cũng có thể có được. Nó không chỉ góp phần cho xuất khẩu, mà còn là nguồn nguyên liệu quý cho công nghiệp chế biến dược liệu bổ dưỡng cao cấp.
Với 200 km bờ biển và khí hậu nắng nóng quanh năm, nước biển có nồng độ muối tương đối cao đã tạo điều kiện tốt cho việc sản xuất muối tập trung và các sản phẩm sau muối, nhất là muối công nghiệp. Sản lượng muối toàn tỉnh khoảng 80.000 tấn/năm.
Về mặt sinh thái, vịnh Nha Trang là một trong những hình mẫu tự nhiên hiếm có của hệ thống vũng, vịnh trên thế giới bởi nó có hầu hết các hệ sinh thái điển hình, quý hiếm của vùng biển nhiệt đới. Đó là hệ sinh thái đất ngập nước, rạn san hô, rừng ngập mặn, thảm cỏ biển, hệ sinh thái cửa sông, hệ sinh thái đảo biển, hệ sinh thái bãi cát ven bờ. Đặc biệt, khu vực Hòn Mun của Vịnh Nha Trang có đa dạng sinh học cao nhất với 350 loài rạn san hô chiếm 40% san hô trên thế giới.