La città di Fano sorge dove le valli del Fiume Metauro e del Torrente Arzilla confluiscono insieme unendosi alla fascia pianeggiante costiera. Il territorio comunale è caratterizzato sia da queste zone pianeggianti, sia dalle zone collinari, decrescenti verso il mare, che affiancano il Metauro e l'Arzilla.

La vista di Fano dal mare, con un arco di orizzonte da Sud-Est a Sud-Ovest, permette di scorgere nelle vicinanze anche la valle del Metauro e la collina di Monte Giove, e più lontani i Monti del Furlo e il Monte Catria. In primo piano è in evidenza il Porto di Fano. La spiaggia sulla destra del Porto è la Spiaggia di Ponente o "Lido", mentre quella di sinistra è la Spiaggia di Levante o "Sassonia".

Il "Lido" possiede una spiaggia di sabbia, poichè il porto costituisce una barriera alle ghiaie trasportate ad opera della corrente marina costiera dalla foce del Metauro verso N.O. La ghiaia di cui è formata la "Sassonia" è di origine fluviale: i ciottoli sono costituiti dalle rocce più resistenti che il Metauro ha trascinato giù dall'Appennino, e cioè calcari, arenarie e selci variamente colorate.

Il Fiume Metauro ha una lunghezza di circa 110 km e nasce come T. Auro sul Monte Maggiore dell'Alpe della Luna. Sfocia nell'Adriatico nei pressi di Fano. Lungo il corso del Metauro e dei suoi affluenti cresce il bosco ripariale igrofilo, con pioppete e saliceti.

La collina di Monte Giove (m 223 s.l.m.), che sovrasta Fano, presenta sulla cima l'Eremo di Monte Giove. All'interno del muro di recinzione vi sono la Chiesa dedicata al Salvatore, le casette dei monaci ed un'ampia terrazza, posta sulla sinistra dell'ingresso, dalla quale si gode la vista della valle del Metauro sino al mare.

Attorno all'Eremo si estendono campi coltivati a cereali, uliveti e vigneti. Le strade campestri sono affiancate da siepi e da alberature di querce secolari; Piccoli lembi di bosco rendono più vario ed interessante il paesaggio rurale.

I Monti del Furlo (M. Paganuccio e M. Pietralata) sono visibili verso Sud-Ovest. Il Furlo è una gola rupestre di natura calcarea che spezza trasversalmente il complesso montuoso. Dal 2001 questo territorio è compreso nella Riserva Naturale Statale "Gola del Furlo". Di grande interesse sono gli aspetti paesaggistici, la flora delle pareti rocciose e varie specie di animali rari o poco diffusi quali l'Aquila reale, il Pellegrino, il Rondone maggiore, la Rondine montana, il Lupo e il serpente Cervone.

Il Monte Catria nelle giornate limpide compare all'orizzonte pure verso Sud-Ovest. Con i suoi 1701 m rappresenta la montagna più alta della Provincia di Pesaro e Urbino. Il Catria possiede una grande importanza paesaggistica e naturalistica: pareti rocciose dirupate, gole, prati sassosi, pascoli, boschi, arbusteti e ruscelli. La fauna comprende specie di grande interesse scientifico: da ricordare l'Aquila reale, il Pellegrino, la Coturnice, il Fringuello alpino e il Gracchio corallino.

Marotta é una popolosa frazione compresa nei Comuni di Fano e Mondolfo.

La vista di Marotta dal mare, con un arco di orizzonte da Sud ad Ovest, permette di scorgere nelle vicinanze anche la valle del Cesano, la zona collinare col paese di Mondolfo (m 144 s.l.m.) e più lontani i Monti del Furlo e il Monte Catria.

La spiaggia è sabbiosa a Torrette e ghiaiosa a Marotta, per l'azione di trasporto della corrente marina costiera dalla foce del Fiume Cesano verso N.O. I ciottoli sono costituiti dalle rocce più resistenti che il Cesano ha trascinato giù dall'Appennino (M.Catria), principalmente calcari. Il fondale marino possiede scarse profondità; i sedimenti del fondo sono formati prima da una fascia di sabbia grossolana piuttosto stretta, sino a 2-4 m di profondità, oppure da un'ancor più stretta fascia di ghiaia. Poi da un'altra fascia più ampia, costituita da sabbia mista a fango. Una serie di scogliere frangiflutto, fatte di blocchi di calcare, sono state disposte lungo la riva o a poca distanza da essa per impedire l'erosione.