Phú Yên có phía bắc giáp tỉnh Bình Định, phía nam giáp Khánh Hòa, phía tây giáp Đăk Lăk và Gia Lai, phía đông giáp biển Đông. Phú Yên có 3 mặt là núi, phía bắc có dãy Cù Mông, phía nam là dãy Đèo Cả, phía tây là mạn sườn đông của dãy Trường Sơn.
Khí hậu nơi đây thuộc kiểu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm và chịu ảnh hưởng của khí hậu đại dương. Có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 và mùa nắng từ tháng 1 đến tháng 8.