- Sông Cái Phan Thiết (sông Phú Hải), bắt nguồn từ cao nguyên Di Linh, chảy qua phía Bắc thành phố (1,1km) rồi đổ ra biển (khu vực Phú Hài). Sơng có diện tích lƣu vực 1.050km2, dài 87km, độ dốc trung bình lịng sơng 2,2%.
Ngồi ra trên địa bàn thành phố cịn có sơng Cát chảy qua phía nam (3,3km) nhập vào sơng Cà Ty và sơng Cầu Ké chảy qua phía bắc (5,4km) nhập vào sơng Cái Phan Thiết.
1.4.2 Các nguồn tài nguyên
1.4.2.1 Tài nguyên đất
- Nhóm đất cát (Arenosols): có diện tích 16.973 ha, chiếm 82,21% diện tích tự nhiên, phân bố thành các dải hẹp chạy dọc bờ biển theo hƣớng Đông và Đông Nam, là phần tiếp giáp giữa bậc thềm phù sa cổ và trầm tích biển từ Mũi Né, Hàm Tiến đến Tiến Thành.
- Nhóm đất mặn (Salic Fluvisols): có diện tích 972 ha, chiếm 4,71% tổng diện tích của thành phố, phân bố ở địa hình thấp trũng ven biển, giáp với các cửa sông, tập trung ở phƣờng Phú Thủy và Thanh Hải...
- Nhóm đất phù sa (Fluvisols): có diện tích 1.118 ha, chiếm 5,42% diện tích tự nhiên, phân bố tập trung ở Tiến Lợi, Phong Nẫm trên địa hình tƣơng đối bằng phẳng.
- Nhóm đất Gley (Gleysols): có diện tích 372 ha, chiếm 1,80% diện tích tự nhiên, phân bố ở địa hình thấp trũng dọc sơng Cà Ty trên địa bàn các xã Phong Nẫm, Tiến Lợi.
1.4.2.2 Tài nguyên nước
- Nguồn nƣớc mặt: Nguồn nƣớc mặt hàng năm trên địa bàn thành phố đƣợc cung cấp bởi hệ thống 4 con sông là sông Cà Ty, sông Cái, sông Cầu Ké và sông Cát. Song do gần biển và chịu ảnh hƣởng trực tiếp của thủy triều nên nguồn nƣớc trên sông hầu nhƣ bị nhiễm mặn quanh năm. Về mùa khô mực nƣớc sông xuống thấp, trái lại về mùa mƣa nƣớc bị đục nên việc khai thác nguồn nƣớc các sông này phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt rất hạn chế.
- Nguồn nƣớc ngầm: Trữ lƣợng trên địa bàn Thành phố không nhiều và nƣớc ngầm mạch nông nhiều khu vực bị nhiễm mặn, phèn, do vậy khả năng khai thác phục vụ nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cịn hạn chế. Tại vùng động cát phía Đơng và Đơng Nam (Mũi Né, Hàm Tiến, Phú Hài) và phía Tây Nam (Tiến Thành, Tiến Lợi) có nƣớc ngầm mạch ngang, hình thành từ tầng nơng chảy ra dọc theo chân của các cồn cát, lƣu lƣợng trung bình 0,5 - 2 l/s và chất lƣợng khá tốt, về lâu dài, nƣớc ngầm tại các khu vực này có thể xác định là nguồn nƣớc quan trọng để xây dựng hệ thống cung cấp nƣớc tập trung cho khu vực phƣờng Hàm Tiến, Mũi Né và các xã Tiến Lợi, Tiến Thành, Thiện Nghiệp.
1.4.2.3 Tài nguyên khoáng sản
Theo tài liệu điều tra khảo sát, trên địa bàn Thành phố có nguồn khống sản Zircon - Titan nằm dọc biển Mũi Né với thân quặng dài 15,7 km, rộng trung bình 150 m, dày trung bình từ 2 - 11 m; hàm lƣợng Zircon trung bình 6,07 kg/cm2, trữ lƣợng khoảng 59.700 tấn; hàm lƣợng Inmenit là 47,13 kg/cm2, trữ lƣợng khoảng 463.700 tấn.
1.4.2.4 Tài nguyên rừng
Trên địa bàn Thành phố khơng có rừng tự nhiên, chủ yếu là rừng trồng, phân bố tập trung ở Thiện Nghiệp, Tiến Thành, Mũi Né, Phú Hài, Hàm Tiến với chức năng phịng hộ chắn gió, chắn cát và cân bằng sinh thái là chính, ít có giá trị về mặt kinh tế. Các loại cây rừng phần lớn là keo lá tràm, bạch đàn, xà cừ, phi lao và các loại cây chịu hạn khác, tập trung ở các trạng thái rừng nghèo kiệt và rừng non, chất lƣợng không cao.
1.4.2.5 Tài nguyên biển và ven biển
Với chiều dài bờ biển 57,4 km, biển Phan Thiết đƣợc đánh giá là một trong những vùng biển giàu nguồn lợi về các loại hải sản. Ngoài ra, các vùng đất ven biển với nhiều bãi biển thoải, môi trƣờng sạch, cát trắng mịn, phong cảnh đẹp là điều kiện thuận lợi có thể khai thác phát triển mạnh các loại hình du lịch biển và nghỉ dƣỡng nhƣ: khu vực Lầu Ơng Hồng, Đồi Dƣơng Thƣơng Chánh, Hàm Tiến, Bãi Sau Mũi Né, Long Sơn - Suối Nƣớc, Hòn Giồ - Tiến Thành,...