Ninh Hòa nằm trong tiểu vùng khí hậu đồng bằng ven biển, mang đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa và chịu ảnh hưởng của khí hậu đại dương nên quanh năm khí hậu nơi đây tương đối ôn hoà, mùa đông không rét buốt với nhiệt độ trung bình hàng năm là 26,60 C, độ ẩm bình quân hàng năm là 70%-80%. Lượng mưa trung bình hàng năm là 1350 mm, thời tiết mưa rải không đều, hàng năm mưa nhiều vào tháng 10, tháng 11, thường gây lũ lớn nhưng ít khi có bão. Mùa khô nắng nhiều, gió Tây Nam thổi mạnh, thường gây hạn hán gay gắt. Nhiệt lượng ánh sáng dồi dào với 2.482 giờ nắng trong năm, tổng nhiệt lượng bình quân trong năm 9.5000C.
Hệ thống sông suối và nguồn nước
Hệ thống sông suối ở thị xã Ninh Hoà tương đối dày, nhưng phân bố không đều. Vùng núi cao mật độ lưới sông dày khoảng 1km/km2, vùng đồng bằng ven biển có mật độ lưới sông mỏng hơn khoảng 0,6km/km2. Với đặc điểm địa hình chia cắt nên sông ngòi nơi đây thường ngắn và dốc, lưu lượng giữa mùa mưa và mùa khô chênh lệch rất lớn. Mùa mưa tốc độ dòng chảy bề mặt lớn thường gây lũ lụt. Vào mùa khô lưu lượng nước các sông thấp, nhiều sông suối bị khô cạn nhanh.
Thị xã Ninh Hoà có hệ thống sông chính là sông Cái dài 49 km, chia thành 2 nhánh lớn là nhánh sông Cái ở phía Nam và nhánh sông Đá bàn ở phía Bắc. Sông Cái có nguồn gốc từ núi Chư Hơ Mu ở độ cao 2051 m, chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và đổ ra đầm Nha Phu. Sông Cái Ninh Hòa có tiềm năng về thủy điện như Eakrôngru. Vùng thượng nguồn có hồ chứa nước Đá bàn và Suối Trầu.
Vùng thị xã Ninh Hòa có hai dạng nước ngầm chính gồm: dạng nước ngầm tồn tại trong trầm tích sông suối, tập trung ở các xã phía Tây và Tây Bắc của thị xã và dạng nước ngầm tồn tại trong trầm tích sông biển và biển, tập trung ở các xã phía Đông và Đông Nam của thị xã.
Tài nguyên thiên nhiên
Tài nguyên đất: Toàn thị xã Ninh Hòa có 8 nhóm đất và 18 loại đất. Trong đó, nhóm đất có diện tích lớn nhất là nhóm đất đỏ vàng với 74.651 ha, chiếm 72,28% tổng diện tích đất, phù hợp sử dụng vào sản xuất lâm nghiệp hoặc sản xuất nông – lâm kết hợp, phát triển vườn rừng. Nhóm đất phù sa có diện tích khá lớn là 7.281 ha, chiếm 7,05% tổng diện tích, thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, có khả năng trồng nhiều loại cây khác nhau như lúa, màu, cây công nghiệp ngắn ngày.
Tài nguyên rừng: theo thống kê năm 2005, toàn thị xã có 51.521,96 ha rừng. Trong đó, rừng sản xuất là 22.341,95 ha, rừng phòng hộ là 29.180,01 ha. Rừng Ninh Hoà có nhiều lâm thổ sản có giá trị kinh tế cao như gỗ cẩm lai, cà te, dáng hương, sao, bằng lăng… đặc biệt là kỳ nam, trầm hương là loại hương liệu, dược liệu quý. Rừng là nguồn giữ nước, cung cấp nước tưới và đảm bảo hệ sinh thái môi trường nhằm phát triển kinh tế bền vững cho thị xã Ninh Hòa.
Khoáng sản: địa bàn thị xã Ninh Hòa có các loại đá granit phục vụ xây dựng, đất sét cung cấp nguyên liệu cho các xí nghiệp sản xuất gạch ngói và nguồn nước khoáng tự nhiên có thể khai thác để sản xuất đóng chai.
Tài nguyên biển và ven biển: bờ biển Ninh Hòa có đầm Nha Phu, nhiều cửa sông và diện tích bãi bồi ven sông ven biển lớn, thuận lợi cho nuôi trồng và đánh bắt thủy hải sản, làm muối và thuận lợi để rừng ngập mặn phát triển, có ý nghĩa trong cân bằng sinh thái biển và phát triển du lịch sinh thái biển.
Tài nguyên sinh vật: Sinh vật biển có nhiều loài có giá trị kinh tế cao như: cá thu, tôm, mực, các loại trai ốc. Cùng các sinh vật nước lợ (cá đỏ mang, cá trèn, cá trạch, cá hồng, cá chình) và sinh vật nước ngọt khu vực sông Dinh có giá trị kinh tế khác.
Tài nguyên du lịch: Thị xã Ninh Hòa là nơi có nhiều di tích, danh thắng nổi tiếng. Theo thống kê, đến nay thị xã Ninh Hòa có 55 di tích lịch sử văn hóa – di tích lịch sử cách mạng đã được xếp hạng.Với đặc điểm địa hình bờ biển, sông suối, núi rừng nơi đây cùng với khí hậu tương đối ôn hòa, thị xã Ninh Hòa nổi tiếng với nhiều danh thắng đẹp như: Khu du lịch sinh thái Ninh Phước, Đầm Nha Phu, bãi biển Dốc Lết, bãi biển Hòn Khói, Khu du lịch Ba Hồ, Suối nước nóng Trường Xuân, thác nước Bay Ninh Thượng, bán đảo Hòn Hèo… Ninh Hòa còn là điểm đến lý tưởng cho những du khách đam mê ẩm thực, thích thưởng thức món ngon dân dã với hương vị đặc trưng của miền Trung Nam Bộ như bún cá Ninh Hòa, nem Ninh Hòa, bánh xèo Ninh Hòa.
Danh lam thang canh Ba Hồ thuộc xã Ninh Ích.
Danh lam thăng cảnh Suối Mơ xã Ninh Thượng.
