สภาพธรรมชาติ ประจวบคีรีขันธ์เป็นจังหวัดที่มีธรรมชาติสวยงามทั้งป่าเขาและท้องทะเล พื้นที่นของจังหวัดแบ่งได้เป็นสองส่วนใหญ่ๆ คือด้านตะวันตก มีป่าไม้อุดมสมบูรณ์ปกคลุมเทือกเขาตะนาวศรีอันสลับซับซ้อน มีทรัพยากรแร่ธาตุหลายชนิด เช่น ดีบุก วุลแฟรม ฟลูออไรต์ ในอดีตประจวบฯ ยังมีชื่อในเรื่องทองคำเนื้อดี หรือที่รู้จักกันในนาม ทองบางสะพาน ซึ่งเป็นทองคำบริสุทธิ์และมีคุณภาพดี ราคาสูงกว่าทองคำในท้องตลาด แต่น่าเสียดายว่ามีปริมาณไม่มากพอที่จะนำเป็นอุตสาหกรรมได้
จ.ประจวบฯ มีทรัพยากรป่าไม้ประมาณร้อยละ 30 ส่วนใหญ่อยู่ในพื้นที่ อช. ตามป่าเขาเหล่านี้เป็นที่ตั้งของน้ำตกสวยงามหลายแห่งตั้งของน้ำตกสวยงามหลายแห่ง เช่น น้ำตกป่าละอู น้ำตกเขาล้าน น้ำตกห้วยยาง นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งต้นน้ำลำธารต่างๆ เช่น แม่น้ำปราณบุรี แม่น้ำกุยบุรี แม่น้ำบางสะพาน คลองบางนางรม คลองกรูด เป็นต้น กรมชนประทานได้สร้างเขื่อนและฝานเพื่อกักเก็บน้ำไว้ใช้อุปโภคบริโภคในจังหวัด
นอกจากป่าบกแล้ว ประจวบฯ ยังมีป่าโกงกางและป่าชายเลนแถบ อช. เขาสามร้อยยอด และปากแม่น้ำปราณบุรี เป็นแหล่งอาศัยและวางไข่ของสัตว์น้ำต่างๆ ด้วยเหตุนี้ประจวบฯ จึงได้ชื่อว่าเป็นจังหวัดที่มีรายได้จากการทำประมงชายฝั่งไม่แพ้จังหวัดชายทะเลอื่นๆ นอกจากใช้บริโภคในจังหวัดแล้ว ยังแปรรูปเป็นอาหารแห้งเพื่อจำหน่ายเป็นของฝาก และส่งไปขายยังจังหวัดใกล้เคียงอีกด้วย
ด้านตะวันออกของจังหวัดเป็นชายฝั่งทะเลริมอ่าวไทย มีความยาว 224.8 กม. จัดเป็นจังหวัดที่มีชายฝั่งยาวเป็นอันดับ 2 ของประเทศรองจาก จ.นครศรีธรรมราช ตามชายฝั่งมีภูเขายื่นออกไปริมหาด เป็นปราการป้องกันลมมรสุม เช่น เขาตาม่องล่าย เขาล้อมหมวก เทือกเขาสามร้อยยอด ซึ่งเป็นเทือกเขาหินปูน มีถ้าหลายแห่งที่มีหินงอกหินย้อยสวยงาม เช่น ถ้ำไทร ถ้ำพระยานคร ถ้ำแก้ว บริเวณนี้ยังมีพื้นที่ชุ่มน้ำขนาดใหญ่ เป็นแหล่งอาศัยและหากินของนกน้ำและนกชายเลนนับร้อยชนิด ชายหาดส่วนใหญ่มีทรายขาวสะอาด น้ำตื้น ทิวทัศน์สวยงาม เหมาะแก่การพักผ่อนหย่อนใจ มีทั้งหาดที่มีโรงแรมที่พักและสิ่งอำนวยความสะดวกครบครันอย่างหัวหิน ไปจนถึงชายหาดท่านกลางธรรมชาติที่เงียบสงบ เช่น หาดแหลมศาลา หาดวนกร สามารถกางเต็นท์พักแรมได้ ในขณะเดียวกันหมู่เกาะต่างๆ ที่อยู่เรียงรายในน่านน้ำของ จ.ประจวบฯ ก็เป็นแหล่งตกปลาและมีแนวปะการังน้ำตื้น เช่น เกาะสิงโต เกาะทะลุ เกาะลำร่า นอกจากนี้ยังมีแนวปะการังกลางน้ำขนาดใหญ่ บริเวณหาดบ้านกรูด-ดอนสำราญ
ด้วยสภาพธรรมชาติที่สวยงาม ทั้งป่า เขา และทะเล ประกอบกับบรรยากาศที่เงียบสงบ ประจวบฯ จึงเป็นที่หมายของนักเดินทางที่ต้องการไปรับอากาศบริสุทธิ์จากท้องทะเลหรือไปท่องไพร เสาะแสวงหาที่พักกายพักใจในวันหยุดอยู่เสมอ