La geografía de Tumbes se caracteriza por sus altas temperaturas y elevada humedad durante todo el año, con una temperatura promedio de 27 °C. En esta región, se extiende una cadena de manglares desde Zarumilla hasta el distrito de La Cruz, cerca de Zorritos. Este lugar, conocido también como Caleta de La Cruz, fue donde Francisco Pizarro colocó la primera cruz cristiana en la costa del Pacífico con miras a la conquista del territorio que hoy es Perú.

El clima de Tumbes es de sabana tropical, también conocido como bosque seco ecuatorial por los científicos. Esta zona climática se extiende desde el interior del golfo de Guayaquil, pasa por la región ecuatoriana de El Oro, y en Perú abarca Tumbes, Piura, la yunga de Lambayeque y el extremo norte del departamento de La Libertad. Las precipitaciones en esta región son menores, ocurriendo principalmente durante los meses de verano, de diciembre a abril, aunque las temperaturas promedio son ligeramente menores durante el invierno.

En el litoral de Tumbes se encuentra la bahía de Tumbes, y varias islas importantes, como la isla Matapalo, la isla Correa y la isla Roncal.