Коктебель расположен в 20 км к юго-западу от Феодосии. Всего два десятка километров по шоссейной дороге, но климатические контрасты гор делают климат посёлка несколько прохладнее и суше, чем в Феодосии. Среднегодовая температура +10,4°С (в Феодосии +11,8 С), осадков 333 мм/год (в Феодосии 346 мм/год). Курортные летние месяцы жаркие, средняя температура воздуха не опускается ниже +23°С; а температура морской воды уже в июне поднимается до +20 С, а в июле-августе может достигать +25 С.
В относительно глубоко вдающемся в сушу Коктебельском заливе вода в начале лета прогревается несколько раньше, чем в Феодосии, а осенью дольше сохраняет необходимую для комфортного купания температуру. Этот замечательный поселок притаился на берегу царственной бухты, укрывшись бережными ладонями гор. Хребет Узун-Сырт на севере и Карадаг на западе прикрывают Коктебельскую долину от ненастий внешнего мира. Уникальное сочетание близлежащей степи, гор и моря создают особый, неповторимый микроклимат. На берегу много, защищенных от ветра, углублений, в которых можно загорать до глубокой осени. Осенью и весной, как бы обрамляя курортное лето в Коктебеле бывают туманы, вот почему общее количество часов солнечного сияния здесь только 2100 в год. Территория, отвечающая всем курортным требованиям.
Окружающая поселок местность не слишком богата растительностью: полынь, терновник, акация, серебристый тополь и лох, каперсы на глинистых склонах и бесконечные заросли шиповника (все, что осталось от лесов, сведенных еще в средневековье), но именно эти пейзажи и составляют сердце таинственной Киммерии Максимилиана Волошина. Потухший вулкан Карадаг известная достопримечательность Коктебеля и Крыма, с 1979 г. Карадаг объявлен заповедником. В уникальном сообществе лесной, лесостепной и средиземноморской растительности, среди редколесий и зарослей Карадага насчитывается более 1000 видов растений, более 60 из которых являются эндемиками. На относительно небольшой площади обитает 30 видов млекопитающих, 80 - птиц, 15 - рептилий, множество редких насекомых.