Феодосия расположена на границе гор и степи. Недалеко от нее главная гряда Крымских гор, протянувшаяся на 150 км от окрестностей Севастополя вдоль всего Южного побережья, снижается, переходя в хребты Узун-Сырт (гора Клементьева; 250 м над уровнем моря) и Тепе-Оба (289 м над уровнем моря), и заканчивается скалистым мысом св. Ильи - крайней западной точкой Феодосийского залива. К юго-западу от него береговая линия изрезана живописными бухтами (самые большие - Двуякорная, Тихая, Коктебельская). В береговых обрывах встречаются аммониты, белемниты и другие окаменелости древнейших обитателей моря.

Улицы старой Феодосии взбегают на северные склоны и отроги хребта Тепе-Оба. На западе современный город огибает Лысую гору (160 м), а северная его часть лежит на равнине.
Площадь Большой Феодосии (город и подчиненные ему административно 16 населенных пунктов включая поселки городского типа Приморский, Орджоникидзе, Коктебель, Курортное, Щебетовка, Краснокаменка) - более 350 кв.км. Она протянулась вдоль юго-восточного побережья Крымского полуострова на 40 км. Горный рельеф преобладает в западной ее части.

Климатические условия в районе Феодосии во многом определяются близостью моря, гор и степей. Они создают здесь особый микроклимат. Зимой море отдает аккумулированное за лето тепло, поэтому очень низкие температуры редки. Осень теплая, зима короткая, обычно бесснежная. Средняя температура самого холодного месяца (февраля) - 0,2°, хотя не имеющие преград со стороны степи северо-восточные ветры могут привести к довольно сильному понижению температуры (в среднем за ноябрь - март отмечается 76 дней с температурами ниже 0°). В зимние месяцы иногда дуют сухие горные ветры фены, вызывающие резкое потепление. В теплой половине года господствуют южные и северо-западные ветры. Лето жаркое, сухое, средняя температура июля +24°. Иногда жара достигает 35 - 36°. На температуру воздуха большое влияние оказывает море. В апреле-сентябре атмосферный воздух отдает часть своего тепла морю, а в холодное время года более теплое море согревает воздух.

Осенью-весной нередок северо-восточный ветер, который вызывает понижение температуры воздуха и сильное волнение воды в заливе. Влияние господствующего южного ветра особенно резко выражено летом. В теплое время года часто дует северо-западный ветер. Весной и летом случаются суховеи и пыльные бури. На климат Феодосии заметное влияние оказывают летние бризы и фены.

Иногда ветры сдувают поверхностный слой воды в заливе, и на его место поднимаются холодные глубинные воды. Летом бывают дни, когда температура воды у берегов Феодосии резко понижается, несмотря на жаркую погоду. Обычно наиболее теплым море здесь бывает в августе, когда вода прогревается в среднем до +21,2°. Среднемесячная температура морской воды в августе и сентябре - +19,8° и +19,3°. Сезон морских купаний на прекрасных песчаных и мелкогалечных пляжах Большой Феодосии продолжается с мая по октябрь. Протяженность пляжей в регионе - 58 км, в том числе в собственно Феодосии - 31,5 км.

Осадков выпадает мало - 376 мм в год (151 мм в холодное время года, 225 мм - в теплое). Но в курортный сезон иногда случаются ливни, сопровождаемые селями. Порой летние ливни дают за день до 20% годового количества осадков. По среднегодовому количеству часов солнечного сияния (2275) Феодосия превосходит многие другие черноморские курорты. Наибольшее число солнечных дней (13) - в августе, а весной их меньше, чем осенью. Здесь жаркое засушливое лето, короткая и малоснежная зима, прохладная весна. Гораздо теплее весны осень - лучшее время года в Феодосии.

Феодосия входит в зону теплых степей с жарким и сухим климатом. Такой климат благоприятен для здоровья людей.

Феодосия обладает огромным потенциалом для развития туризма. В Феодосии и ее окрестностях огромное количество разнообразных памятников истории и культуры. Наиболее востребованными экскурсионными объектами региона были и остаются музеи. История музейного дела в Феодосии насчитывает почти два столетия. Феодосийский краеведческий музей - старейший городской музей современной Украины. Визитной карточкой города по праву считается Национальная картинная галерея им. И. К. Айвазовского. Далеко за пределами Крыма и Украины известны Литературно-мемориальный музей А. Грина в Феодосии (1970 г.) и Дом-музей М. Волошина в Коктебеле (1975 г.).

В Большой Феодосии много интересных историко-архитектурных памятников. Некоторые районы города сохранили следы исторической планировки, застройки, своеобразный архитектурный облик южного провинциального города XIX - начала XX в. Особый неповторимый колорит улицам придают смешение архитектурных стилей, здания XIX - начала XX в., малые архитектурные формы, сохранившиеся участки мостовой, старинные водопроводные люки. По концентрации историко-архитектурных памятников выделяются исторические районы Феодосии - Караимская слобода, где сохранились следы средневековой планировки улиц, Карантин с обилием средневековых культовых и фортификационных памятников, проспект Ленина (Айвазовского) с линией особняков-дач начала XX в.

В программу экскурсий по Феодосии обычно входит знакомство с остатками средневековых укреплений цитадели и городской крепости генуэзской Каффы - турецкой Кефе. Наиболее выигрышными экскурсионными объектами являются башни св. Константина, Доковая и Круглая городской крепости, стены цитадели с башнями Климента VI, Второй, остатками крепостных ворот и вылазной калиткой. Сохранившаяся линия городского крепостного рва дает представление о границах Каффы-Кефе.

В городе расположены многие культовые памятники разных религиозных конфессий. Это средневековые армяно-григорианские (св. Сергия, св. Иоанна Богослова, св. Иоанна Предтечи), армяно-католические (св. Архангелов Михаила и Гавриила, монастырь св. Георгия) и православные (Введения во храм Пресвятой Богородицы, св. Георгия (?), св. Димитрия (Стефана?) церкви, мечеть Муфти-Джами, здание бывшей хоральной синагоги начала XX в. (совр. Дом офицеров флота), православные храмы XIX-XX вв.

Интересными экскурсионными объектами являются старинные фонтаны - ныне в Феодосии сохранились строения четырех средневековых фонтанов и фонтан Айвазовского (XIX в.); водохранилища - строение запасного городского водохранилища Феодосийско-субашского водопровода (XIX в.) на Бульварной горке и водонапорная башня "Белый басейн" (н. XX в.); водостоки; водоразборные будки города; родники. К памятникам, связанным с системой водоснабжения города, относится конденсатор Зибольда на вершине Тепе-Оба. Рассказ о минеральных источниках города можно проводить у скалы-памятника на месте открытия воды "Кафа" ("Крымский нарзан") на Карантине.

В Феодосийском регионе находится немало памятников, памятных мест, связанных с важными историческими событиями, жизнью и деятельностью выдающихся деятелей истории и культуры. В самом городе и его окрестностях довольно много мемориальных зданий, обелисков, монументов, памятных и мемориальных досок. Среди природоведческих экскурсий - морские путешествия по Феодосийскому заливу, к вулкану Карадаг.