Vịnh Nha Trang là một quần thể thiên nhiên đặc sắc, có hệ sinh thái đa dạng với nhiều loài sinh vật quý hiếm và cảnh quan tuyệt đẹp. Đó là những tiền đề để tỉnh Khánh Hòa phát triển các ngành kinh tế biển như: thủy sản, giao thông và du lịch. Tuy nhiên sự phát triển khá “nóng” trong thời gian qua đặt vịnh Nha Trang trước những áp lực về môi trường và bảo tồn đa dạng sinh học.
Vịnh Nha Trang có diện tích mặt biển khoảng 40.000ha với hệ sinh thái đa dạng như: 350 loài san hô, 230 loài cá biển, 122 loài giáp xác, 27 loài da gai, 112 loài nhuyễn thể, 69 loài rong biển… Theo thống kê của Viện Hải dương học, vùng biển Nha Trang có khoảng 600 loài thủy sản, trong đó có trên 50 loài cho giá trị kinh tế cao. Hiện có khoảng 2.000 thuyền đánh bắt thủy sản trên vịnh Nha Trang với sản lượng khoảng 10.000 tấn/năm. Do công nghệ đánh bắt còn lạc hậu, chủ yếu đánh bắt gần bờ, bắt những sinh vật còn bé đã khiến nguồn tài nguyên giảm mạnh.
Cùng với hoạt động đánh bắt thì việc nuôi trồng thủy sản tràn lan, không theo quy hoạch cũng đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường trên vịnh Nha Trang. Những chất thải từ thức ăn thừa, chất thải sinh hoạt, nhà vệ sinh trên lồng bè… là những yếu tố đe dọa môi trường biển. Theo tính toán của Viện Nghiên cứu nuôi trồng thủy sản III Nha Trang, cứ nuôi 1 tấn ốc hương thì thải ra môi trường nước khoảng 80kg nitơ và 277kg chất lơ lửng dạng phân; nuôi 1 tấn tôm hùm thải ra khoảng 204kg nitơ và 277kg chất lơ lửng…
Mặc dù UBND tỉnh Khánh Hòa đã có chủ trương di dời lồng bè nuôi thủy sản ra khỏi vịnh Nha Trang nhưng hầu hết số lồng bè ở Vũng Me dời đến Vũng Ngán và Đầm Bấy, rất gần với vùng lõi Hòn Mun, đe dọa vùng lõi khu bảo tồn biển.
Từ năm 2003, khi vịnh Nha Trang chính thức gia nhập câu lạc bộ các vịnh đẹp nhất thế giới thì sức hút của vịnh đối với các dự án phát triển du lịch càng mạnh mẽ. Nhiều khu du lịch mọc lên, tạo thêm nhiều sự lựa chọn cho du khách khi đến thành phố biển xinh đẹp này. Nhưng cũng chính việc phát triển mạnh mẽ các khu du lịch ven vịnh và trên các đảo đã tác động mạnh đến môi trường và làm suy thoái về tài nguyên môi trường vịnh Nha Trang. Việc san lấp để làm khu du lịch tại Hòn Tằm, khu du lịch Phú Quý và một số địa điểm khác trong thời gian qua đã làm dấy lên lo ngại về vấn đề môi trường biển.
Việc hình thành các khu du lịch trên đảo và các tour du lịch khám phá biển đảo cũng tác động xấu đến môi trường. Bà Lê Thị Hồng (Sở TN-MT Khánh Hòa) cho rằng, hoạt động du lịch trên các tuyến đảo trong vịnh Nha Trang làm gia tăng số tàu thuyền vận chuyển khách, dẫn đến gia tăng hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước và theo số liệu qua trắc thì hàm lượng này không ngừng tăng theo thời gian.
Thực tế cho thấy, thời gian qua việc khai thác du lịch và một số lĩnh vực khác trên vịnh Nha Trang chưa có sự đầu tư thực sự và chưa có một chiến lược bảo vệ môi trường sinh thái bền vững. Chỉ có kiểu khai và muốn thu lợi sớm của một số doanh nghiệp đang đẩy vịnh Nha Trang vào tình trạng báo động, để lại những hậu quả khôn lường nếu không có giải pháp bảo vệ căn cơ.