Vịnh Nha Trang là một trong những vịnh biển đẹp nhất thế giới, có diện tích khoảng 507 km. 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, 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 vịnh Nha Trang có đa dạng sinh học cao với 350 loài rạn san hô, có 40% số loài san hô trên thế giới.
Tài nguyên biển Nha Trang mang nhiều giá trị kinh tế cho phép phát triển tổng hợp kinh tế biển: có tiềm năng to lớn về du lịch ven bờ, du lịch biển đảo; có tiềm năng phát triển kinh tế cảng; đánh bắt xa bờ, nuôi trồng thuỷ sản và bảo tồn sinh thái biển.
Bãi biển Nha Trang nằm ngay trung tâm thành phố, có chiều dài trên 10 km. Ngoài ra trong vịnh Nha Trang còn tập trung nhiều đảo lớn, nhỏ có tiềm năng phát triển du lịch vui chơi giải trí trên đảo, thám hiểm dưới nước. Đặc biệt đảo Hòn Tre là đảo lớn, quanh đảo có nhiều bãi đẹp như Bãi Trũ, Bãi Tre, Bích Đầm, khu bảo tồn biển Hòn Mun... Với cảnh quan thiên nhiên ưu đãi, nhiều danh lam thắng cảnh đẹp, khí hậu ôn hòa gắn với nhiều di tích lịch sử và công trình văn hoá như Tháp Bà, điện Bảo Đại, chùa Long Sơn v.v. là những điều kiện lý tưởng cho mùa du lịch kéo dài. Nha Trang đã trở thành một trong những trung tâm du lịch lớn của cả nước, đặc biệt là loại hình du lịch biển - đảo rất hấp dẫn, lôi cuốn du khách trong và ngoài nước.
Bờ biển Nha Trang có nhiều điều kiện thuận lợi hình thành các cảng hàng hoá, thương mại và quốc phòng. Hiện nay trên địa bàn thành phố đang khai thác cảng Nha Trang vào vận chuyển hàng hoá, du khách, ngoài ra còn có cảng quân sự của trường Học viện Hải quân và cảng đưa đón khách du lịch Cầu Đá. Sự phát triển kinh tế cảng sẽ kéo theo một loạt các ngành dịch vụ khác.
Biển Nha Trang còn có tiềm năng lớn về đánh bắt thuỷ sản với nhiều loại thủy hải sản quý như cá thu, cá mú, cá chẽm, tôm hùm, tôm sú, cua biển, cá ngựa, mực...Trữ lượng hải sản vùng biển Nha Trang - Khánh Hoà ước khoảng trên 100 nghìn tấn, trong đó chủ yếu là cá nổi (70%). Khả năng khai thác cho phép hàng năm khoảng 30 nghìn tấn.
Ngoài các hải sản như cá, mực và các loại ốc, biển Nha Trang 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 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.