Với diện tích khoảng 507km², gồm 19 đảo lớn nhỏ, vịnh Nha Trang là một trong những hình mẫu tự nhiên hiếm có của hệ thống vũng, vịnh trên thế giới, quy tụ hầu hết các hệ sinh thái điển hình, quý hiếm của vùng biển nhiệt đới như rạn san hô, rừng ngập mặn, thảm cỏ biển... Với hệ sinh thái đa dạng, vịnh Nha Trang trở thành môi trường sống lý tưởng của các loài động vật quý hiếm, có giá trị kinh tế cao như chim yến, đồi mồi, san hô đỏ, trai ngọc môi vàng, ốc kim khôi, bào ngư bầu dục...

Khí hậu ở vịnh chia thành hai mùa rõ rệt, mùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8, mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 với nhiệt độ trung bình hàng năm là 26°C. Nhiều đảo trong vịnh đã được đưa vào khai thác du lịch như hòn Chồng, bãi Trũ, hòn Tre, Bích Đầm, hòn Mun, hòn Tằm… Trong đó, hòn Tre - đảo lớn nhất vịnh với diện tích trên 3.000ha là nơi thu hút nhiều du khách nhất với hệ thống nghỉ dưỡng – sân gôn 5 sao đẳng cấp quốc tế, khu công viên giải trí Vinpearl Land và tuyến cáp treo vượt biển dài nhất thế giới tại thời điểm khánh thành (tháng 3/2007) với chiều dài 3.320m . Du khách đến hòn Tre không chỉ có cơ hội nghỉ dưỡng, tắm biển mà còn có dịp trải nghiệm những dịch vụ ẩm thực, mua sắm và các hoạt động vui chơi giải trí, thể thao như thủy cung, nhạc nước, công viên nước, các trò chơi cảm giác mạnh, trò chơi trong nhà, lướt ván, bóng nước, môtô nước, lặn biển...

Hòn Mun cũng là một điểm đến không thể bỏ qua của du khách khi đến với Nha Trang. Đáy biển khu vực hòn Mun có độ đa dạng sinh học cao, là nơi quy tụ nhiều loài sinh vật biển, đặc biệt là san hô với khoảng 350 loài, chiếm hơn 40% tổng số loài san hô cứng trên thế giới. Vùng biển hòn Mun đã được quy hoạch thành khu bảo tồn biển đầu tiên của Việt Nam. Đến đây, du khách có thể lặn biển ngắm san hô, đi thuyền đáy kính hay đi bộ dưới đáy biển để ngắm thế giới nước tuyệt đẹp của biển Nha Trang. Hòn Mun cũng là địa điểm được nhiều đôi uyên ương lựa chọn để chụp ảnh cưới dưới nước.

Hòn Tằm cũng là một địa điểm lý tưởng cho các hoạt động vui chơi, giải trí và nghỉ dưỡng của du khách. Khu du lịch Hòn Tằm được xây dựng trên đảo cung cấp nhiều biệt thự mang màu sắc Á Đông cùng hệ thống đa dịch vụ phục vụ nhu cầu vui chơi giải trí như: nhảy dù, đi mô tô nước, lướt ván, thuyền buồm, mô tô cao tốc…

Khu du lịch hồ cá Trí Nguyên ở hòn Miễu là một điểm đến thú vị cho những ai yêu thích các loài sinh vật biển. Đây là vùng hồ trên biển được ngăn lại bằng hệ thống kè đá. Trong hồ nuôi thả hàng trăm loại sinh vật biển quý hiểm và đẹp mắt như một bảo tàng sống về biển. Trong khu du lịch hồ cá Trí Nguyên còn có Thủy cung Trí Nguyên - một đại dương thu nhỏ với rất nhiều loài cá, thực vật biển quý hiếm, được thiết kế theo hình một con tàu hóa thạch bám đầy rong rêu. Cách khu du lịch hồ cá Trí Nguyên chừng vài trăm mét là bãi Sỏi, nơi cung cấp các hoạt động vui chơi, giải trí cho du khách như: môtô nước, kéo dù, lặn biển…

Nhắc đến Nha Trang không thể không nhắc đến đặc sản yến sào. Nhiều đảo trong vịnh Nha Trang là nơi sinh sống của chim yến, trong đó nổi tiếng nhất là hòn Nội. Đến hòn Nội, du khách được thăm đền thờ Tổ nghề yến để tìm hiểu lịch sử hình thành và phát triển nghề yến sào, men theo những bậc thang đá lên đỉnh núi Du Hạ cao khoảng 90m để ghi lại những hình ảnh đẹp về thiên nhiên đảo yến. Hòn Nội còn có bãi tắm Đôi được tạo nên từ một doi cát cong cong về hai phía như hai chữ C dựa lưng vào nhau. Biển nơi đây yên ả, nước trong màu ngọc bích. Du khách có thể thỏa thích tắm biển, ngắm nhìn san hô và nhiều loài cá đủ màu sắc. Sau hành trình khám phá những điều thú vị ở hòn Nội, du khách có thể thưởng thức các món ăn được chế biến từ yến sào tại nhà hàng trên đảo và mua nhiều sản phẩm từ yến về làm quà như: yến sào nguyên tổ, yến tinh chế, nước yến cao cấp Sanest, nước yến sào nhân sâm…

Tháng 6/2003, vịnh Nha Trang trở thành thành viên thứ 29 của câu lạc bộ các vịnh đẹp nhất thế giới.