Сочи называют городом трех сезонов. Здесь практически не бывает зимы, а золотая осень плавно переходит в раннюю весну. Сочи — это самые северные в мире субтропики. С востока и севера город «охраняется» от вторжения холодного воздуха горами Кавказа, а на юге и западе он омывается теплыми водами Черного моря.

Благодаря уникальному климату в Сочи необычная экзотическая природа, великолепная субтропическая растительность, прямо на улицах города растут магнолии, кипарисы, пальмы, олеандры, рододендроны, азалии, юкки и прочие растения, которых не увидишь в других российских городах. Это единственное место в России, где растут чай и цитрусовые культуры (мандарины, лимоны, фейхоа), самшит и другие экзотические растения. В границах Большого Сочи расположен Сочинский природный национальный парк и, частично, Кавказский государственный природный биосферный заповедник. 282 тысячи га площади курорта занимают леса, где произрастают более 3000 видов и форм растений. Большие площади занимают ценные породы деревьев — каштан, бук, дуб, граб, кавказская ель, восточная ель, сосна.

Животный мир Кавказа уникален. Здесь водятся олени, туры, шакалы, орлы, сойки, скорпионы. В заповедных, граничащих с Сочи районах, встречаются зубры и кавказский бурый медведь. Местные пчелохозяйства заняты разведением кавказской пчелы, которая имеет самый длинный среди пчел хоботок и может собирать нектар даже в дождливую погоду.

Более 30 рек впадают в Черное море на территории Большого Сочи. Наиболее крупные из них: Мзымта, Шахе, Псоу, Сочи, Псезуапсе, Аше.

Черное море — самое теплое из морей, омывающих Россию. Воды его не замерзают даже зимой. Средняя температура поверхностных слоев моря у берегов Сочи летом достигает +26°С, зимой вода прогревается до +8–10°С. Купальный сезон, когда температура воды превышает +18°С, обычно длится 4–5 месяцев (с мая по октябрь). В Черном море насчитывается свыше 250 видов водорослей, 180 видов рыб, три вида дельфинов, большое количество моллюсков (из съедобных наиболее распространены мидии и рапаны. Морская вода обладает многими лечебными свойствами. Она способствует усилению дыхания, улучшению обмена веществ, пищеварения. В ней быстро заживают небольшие раны, ее используют для лечения легких простуд, для изготовления лекарств, пьют в небольших дозах при лечении некоторых желудочных заболеваний.