Khu có địa hình khá phức tạp với nhiều nhánh núi nhô ra sát biển tạo thành các đèo lớn như đèo Hải Vân, đèo Cù Mông, đèo Cả. Tính chất chung của miền là càng đi về phía nam nhiệt độ càng tăng.
Mùa đông không lạnh và nhiệt độ trung bình năm trên 250C. Mùa mưa ẩm của khu lệch hẳn từ giữa mùa hạ sang thu đông. Trong khi cả nước đã bước vào mùa mưa thì khu đồng bằng ven biển NTB lại là thời kì khô nóng nhất trong năm.
Lượng mưa các tháng đầu mùa hạ không đạt tới 100mm/tháng và chỉ bắt đầu từ tháng 8-12. Các tháng 9,10,11 thường đạt giá trị mưa lớn nhất và kéo theo nó là các lũ trên các triền sông. Trong khu còn có sự phân hoá đông tây. Lượng mưa tăng từ đồng bằng phía đông lên vùng đồi núi phía tây.
Địa hình
Các mạch núi Nam Trường Sơn tạo thành một vòng cung lớn hướng ra biển và có nhiều nhánh núi đâm ra biển, nằm xen kẽ với đồng bằng. Từ chân núi ra đến biển chưa đầy 50 km địa hình phân bậc khá rõ và thấp dần từ vùng núi Nam Trường Sơn tới bờ biển. Bao gồm các địa hình nối tiếp nhau là: đồi, núi, đầm phá, bãi triều, vũng vịnh, cồn cát và đường bờ biển.
Đây là một vùng ven biển đẹp và đặc sắc nhất của nước ta. Dọc bờ biển có những đèo lớn, những mũi đá granit cứng và sắc xảo. Những vũng vịnh nước sâu nền vững chắc và kín đáo, những đầm phá rộng lớn và những cồn cát, đụn cát nhiều màu sắc.
Khí hậu
- Nhiệt độ trung bình năm trên 200C và nhiệt độ TB tháng 1 là 210C tăng dần từ Nha Trang trở vào.
- Trong mùa đông những Front cực đới mạnh có thể tiến xuống phía nam Bạch Mã cho đến cực Nam Trung Bộ tạo ra những đột xuất về nhiệt độ tối thấp.
- Do tác dụng của dãy núi Nam Trường Sơn, mùa mưa ở đây bắt đầu khi mùa gió tây nam suy yếu và mùa gió đông bắc bước vào hoạt động mạnh. Mùa mưa đến sớm nhất khoảng tháng 8,9, tháng mưa lớn nhất rơi vào tháng 10,11. Mùa mưa kết thúc vào tháng 12 hoặc tháng giêng. Từ Đà Nẵng đến Phú Yên còn chịu ảnh hưởng của của hiệu ứng phơn khi gió mùa tây nam vượt dãy Trường Sơn, với 30-60 ngày có thời tiết khô nóng trong năm.
- Điều đáng chú ý là trong khu xuất hiện một vùng khô hạn từ Phan Giang tới Mũi Dinh. Lượng bốc hơi thường vượt quá 1200- 1400mm/năm so với lượng mưa chỉ có 700-800mm/năm tạo nên một cảnh quan thiên nhiên đặc sắc mang sắc thái của hoang mạc nhiệt đới.
- Trong khu đặc biệt có số giờ nắng cao trên 100 giờ/tháng, có tháng liên tục đạt 200 giờ.
Thuỷ văn
- Có nhiều lưu vực sông lớn. Phần lớn các sông bắt nguồn từ lưu vực đông Nam Trường Sơn. Các lưu vực thường nhỏ và tách biệt với các lưu vực khác.
- Do chế độ mưa bão có nhiều biến động nên chế độ nước của sông ngòi trong khu vực có nhiều biến động lớn đặc biệt là khi có bão và áp thấp nhiệt đới.
- Trong khu các sông thường có những trận lũ lớn (lũ tiểu mãn) hay muộn đột ngột. Lũ quét hay xảy ra do mưa lớn khi có bão kết hợp vơi Front lạnh và khi gặp nước triều cường. Do các sông phần lớn là ngắn dốc, đồng bằng hẹp nên ảnh hưởng của thuỷ triều không lớn nhưng có nơi khoảng cách truyền triều có thể dạt tới 60km. Về lượng phù sa nhìn chung các sông ở đây có độ đục nhỏ. Mùa cạn hầu hết lòng sông bị lấp đầy, khô nước.
Thổ nhưỡng, sinh vật
- Trong khu vực có nhiều loại đất khác nhau đi từ vùng chân núi đến đồng bằng ven biển như đất feralit đỏ vàng. Đất bị xói mòn mạnh trơ sỏi đá hình thành tại các vùng đồi núi thấp xen kẽ với đồng bằng. Đất phù sa phát triển trên các đồng bằng sông Thu Bồn, Trà Khúc. Đây là vùng đất phù sa có diện tích lớn nhất của hai tỉnh Quảng Nam và Quảng Ngãi. Đồng bằng Bình Định- Phú Yên được được bồi đắp của các sông Hà Giao, Đà Rằng. Phần lớn còn lại là đất cát biển là loại đất đặc trưng trong khu vực.
- Phẫu diện đất thường là cát. Đất này dễ bị úng hạn, thoái hoá nhanh, đất bị rửa trôi cả về chiều sâu và trên mặt. Đất nghèo khả năng giữ chất dinh dưỡng kém. Thích hợp với trồng lạc, đỗ khoai lang, sắn và nhất là dừa và phi lao.
- Trảng cây bụi là cứng hơi khô nhiệt đới được hình thành do mùa khô hạn kéo dài. Chạy dọc ven biển trên vùng đất cát và đất phù sa thảm thực vật chủ yếu là rừng thứ sinh và rừng trồng gồm phi lao và bạch đàn.
Về động vật khu hệ động vật tại các vùng đất ngập nước, đầm phá, cửa sông ven biển. Tại đây có nhiều loại cá, giáp xác, thân mềm, cùng với rong biển, tảo biển có số loài sinh vật tương đối phong phú.