Vịnh Xuân Đài nằm chủ yếu trên địa bàn thị xã Sông Cầu và một phần huyện Tuy An, tỉnh Phú Yên -được biết đến là vùng đất “Hoa vàng trên cỏ xanh”, cách thành phố Tuy Hòa, tỉnh lỵ của tỉnh Phú Yên khoảng 45 km về phía Bắc. Với diện tích mặt nước hơn 13.000 ha, Vịnh Xuân Đài là một vùng non xanh nước biếc, sơn thủy hữu tình và chứa đựng nhiều tài nguyên du lịch. Bao quanh vịnh là những dãy núi cao và cũng chính là một phần của dãy Trường Sơn đâm thẳng ra biển. Ở phía Đông và Bắc vịnh là bán đảo Xuân Thịnh bắt đầu từ đèo Vận Lương chạy theo hướng Đông - Nam ôm lấy Vịnh Xuân Đài.
Trong không gian Vịnh có nhiều vũng biển và bãi tắm đẹp như Vũng La, Vũng Sứ, Vũng Chào... và nhiều đảo, bán đảo như cù lao Ông Xá, hòn Nhất Tự Sơn, mũi Đá Mài, mũi Tai Mã..., Vịnh Xuân Đài cùng với các danh thắng dọc bờ biển Phú Yên như đầm Ô Loan, đầm Cù Mông ... tạo nên quần thể phong cảnh - di tích độc đáo có giá trị du lịch cao của tỉnh Phú Yên và vùng Duyên hải Nam Trung Bộ. Với những giá trị về cảnh quan đặc biệt, Vịnh Xuân Đài đã được Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch công nhận Di tích danh thắng cấp quốc gia ngày 20/01/2011 tại quyết định số 177-QĐ/BVHTTDL.