Thị xã Sông Cầu phía bắc giáp thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định. Phía đông giáp Biển Đông với đường bờ biển dài 80 km. Phía nam giáp huyện Tuy An. Phía tây giáp huyện Đồng Xuân. Phía tây bắc còn có một phần đất giáp huyện Vân Canh, tỉnh Bình Định.

Diện tích: 492,8 km²

Địa hình

Sông Cầu là thị xã nằm ở ven biển cực bắc tỉnh Phú Yên. Đồi núi chiếm đa số, xen kẽ là một số cánh đồng lúa nhỏ. Là địa phương có chiều dài đường bờ biển lớn nhất tỉnh, vì thế đã tạo nên nhiều danh thắng như Vịnh Xuân Đài, Đầm Cù Mông. Trên địa bàn còn có một số bán đảo lớn như: Xuân Thịnh, Xuân Hải. Ngoài ra, còn nổi tiếng với nhiều bãi biển đẹp như: Vịnh Hòa, Bãi Tràm, Bãi Bàu...

Cơ cấu sử dụng đất

• Đất sản xuất: 22.992,35 ha, bao gồm:

• Đất nông nghiệp: 4.964,84 ha
• Đất lâm nghiệp: 16.877,30 ha
• Đất nuôi trồng thủy sản: 892 ha
• Đất sản xuất muối: 176,20 ha
• Đất sản xuất khác: 82,01 ha

• Đất cư trú: 462,52 ha

• Đất ở đô thị: 186,4 ha
• Đất ở nông thôn: 276,12 ha

• Đất chuyên dùng: 860,64 ha
• Đất của tôn giáo, tín ngưỡng: 19,67 ha
• Đất nghĩa trang, nghĩa địa: 193 ha
• Đất sông suối và mặt nước: 2.366,19 ha
• Đất chưa sử dụng: 21.835,63 ha