Địa hình Phú Yên có thể chia thành 2 khu vực lớn:

- Vùng núi và bán sơn địa (phía tây là sườn đông của dãy Trường Sơn Nam): gồm các vùng huyện Sơn Hòa, Sông Hinh, Đồng Xuân và phần phía tây các huyện Sông Cầu, Tuy An, Tây Hòa, Đông Hòa. Đây là vùng núi non trùng điệp, song không cao lắm, có đỉnh Vọng Phu cao nhất (2.064m).

- Vùng đồng bằng: gồm các vùng thành phố Tuy Hòa, các huyện Tuy An, Sông Cầu, Tây Hòa, Đông Hòa với những cánh đồng lúa lớn của tỉnh.

Chịu ảnh hưởng của khí hậu đại dương nên khí hậu Phú Yên nóng, ẩm, mưa nhiều. Nhiệt độ trung bình hàng năm 26,5ºC, cao nhất 39ºC và thấp nhất 15,5ºC.

Tiềm năng phát triển du lịch

Phú Yên có nhiều di tích và điểm du lịch như núi Nhạn ở ngay trong lòng thành phố Tuy Hòa, soi bóng xuống dòng sông Đà Rằng. Từ thành phố Tuy Hòa, đi về phía bắc, du khách có thể thăm sông Cầu, khu du lịch biển Long Thủy một vùng thiên nhiên mênh mông với đầm Ô Loan nước trong vắt, các đảo ven bờ như Hòn Chùa, Hòn Yến, bãi Tiên, chùa Đá Trắng, ghềnh Đá Đĩa với những lớp đá xếp lên nhau.

Đi về phía nam của Phú Yên là cảng Vũng Rô (cách thànhp phố 25km), bãi Xếp, bãi Tiên... Về hướng tây là khu rừng cấm Suối Trai, gò Thì Thùng nơi ghi lại chứng tích chiến trường của nhân dân Phú Yên, thác Yaly và thượng nguồn sông Hinh, suối nước nóng Phước Long, suối Tiên. Những món ăn đặc sản như tôm, cua, cá, sò huyết, ốc nhẩy... của Phú Yên sẽ đem lại cho du khách những hương vị khó quên.

Thành phố Tuy Hòa ở cách Hà Nội 1.177km và Tp. Hồ Chí Minh 561km, nằm bên cửa sông Đà Rằng có cầu Đà Rằng 21 nhịp, dài nhất miền Trung.