Mesto Banská Štiavnica sa nachádza na území Chránenej krajinnej oblasti Štiavnické vrchy. Štiavnické vrchy sú najväčším sopečným pohorím na Slovensku. Sú súčasťou sopečného pásma Západných Karpát. Štiavnické vrchy sú ohraničené zo severu a západu riekou Hron, z východu Pliešovskou kotlinou a riečkami Neresnica a Krupinica. Južnú hranicu tvorí Podunajská pahorkatina. Najvyšší vrch Štiavnických vrchov je povesťami opradené Sitno vysoké 1009 m.n.m..
Samotné mesto leží na južných svahoch hlavného hrebeňa Štiavnických vrchov, ktorého os tvoria vrchy Paradajz a Tanád. Chránená krajinná oblasť Štiavnické vrchy sa rozprestiera v okresoch Banská Štiavnica, Žiar nad Hronom, Žarnovica, Zvolen, Levice a Krupina. Na vyhlásenie Štiavnických vrchov za chránené územie bolo viac dôvodov:
-rozlohou sú najväčším vulkanickým pohorím na Slovensku so zastúpením takmer všetkých fenoménov sopečného reliéfu,
-majú významnú biogeografickú polohu na rozhraní teplomilných panónskych a chladnomilných karpatských horských druhov flóry a fauny,
-na území sa nachádza množstvo historických a technických pamiatok roztrúsených vo voľnej krajine, ale najmä koncentrovaných v centrálnej časti pohoria.
Z geologického hľadiska budujú Štiavnické vrchy andezity, ryolity, brekcie a tufy. Územie je bohaté na výskyt minerálov. Na rudnom poli v okolí Banskej Štiavnice bolo opísaných vyše 120 rudných žíl, ktoré obsahujú okolo 140 druhov a odrôd minerálov. Pestré geologické zloženie sa odráža i v pestrosti miestneho reliéfu. Prevažuje vrchovinový a hornatinový rázsochovitý reliéf, nižšie s prechodom do rezanej pahorkatiny. Toto geologické podložie spolu so svojráznou geomorfologickou stavbou a polohou na rozhraní rozdielnych klimatických typov umožnilo vývoj druhovo rozmanitých rastlín a živočíchov. Zachovali sa tu aj napriek intenzívnemu využívaniu územia.

Sitno – najvyšším vrchom Štiavnických vrchov je Sitno (1009 m) a predstavuje výraznú krajinnú dominantu. Z jeho vrcholu je široký kruhový výhľad. Strmé skalné steny z andezitu chránia vrchol z troch strán. Sitno je charakteristické jedinečným striedaním panónskej a karpatskej flóry. Je miestom výskytu viacerých chránených druhov rastlinstva a živočíšstva. Samotný vrchol bol osídlený už v období praveku. Počas archeologických prác tu bolo odkryté mohutné lužické hradisko. Neskôr vzniknutý stredoveký hrad patril najskôr Koháryovcom, potom Coburgovcom. Oblasť Sitna je považovaná za kolísku európskej turistiky v stredných polohách. Na vrchole Sitna je v mesiacoch máj až september v prevádzke rozhľadňa, ktorá zároveň plní funkciu informačného strediska. V rozhľadni je umiestnená miniexpozícia CHKO.

Arborétum Kysihýbeľ – Založil ho v roku 1900 asistent na Baníckej a lesníckej akadémii J. Tužoň na ploche 7,73 ha. Arborétum je rozdelené na 350 plôch o veľkosti 15x15 m. Na tejto ploche bolo vysadených 282 druhov drevín hlavne zo Severnej Ameriky.

Botanická záhrada – Záhradu o rozlohe 3,5 ha vysadili v rokoch 1838 – 1861. Na jej výsadbe a zveľaďovaní sa podieľali vysokoškolskí profesori, najmä R. Feistmantel, K. Wagner, F. Illés, Ľ. Fekete, E. Vadas. Záhrada je rozdelená na dve časti cestou. V oboch častiach záhrady je vysadených okolo 250 rôznych domácich a cudzokrajných drevín. Ojedinelými druhmi v našom klimatickom pásme sú sekvoja mamutia, céder libanonský, céder atlantický, kôrovník amurský, kryptoméria japonská a ďalšie.

Vodné nádrže (tajchy) – V okolí Banskej Štiavnice sa nachádza takmer 30 umelých jazier, ktoré sa ľudovo nazývajú "tajchy". Postavili ich v 18. storočí podľa projektov banských technikov Mateja Kornela Hella, jeho syna Jozefa Karola Hella a Samuela Mikovíniho. Dômyselná sústava týchto výšinných údolných priehrad a ich záchytných i náhonových kanálov zabezpečovala pohonnú energiu na odčerpávanie spodnej vody z banských šácht a štôlní čerpacími zariadeniami otca a syna Hellovcov. Nielen samé jazerá so svojimi často veľmi vysokými hrádzami (výška hrádze Počúvadlianskeho jazera je 30 metrov), ale aj systém ich zberných a odvodných kanálov poukazujú na technický dôvtip projektantov i množstvo práce vynaloženej na ich výstavbu.
Prvé jazerá sa začali budovať na prelome 15. a 16. storočia. Celkove vzniklo 54 vodných nádrží, z ktorých banskej prevádzke slúžilo vyše 40. Dĺžka jarkov a vodných štôlní bola vyše 100 kilometrov. Ich úlohou bolo zachytiť dažďové a snehové vody, akumulovať ich a podľa potreby banskej prevádzky regulovať ich spotrebu.
Hoci jazerá stratili svoj prvotný technický význam, sú ešte i dnes významným vodohospodárskym činiteľom, o čom svedčí aj presťahovanie Slovenského vodohospodárskeho ústavu práve do Banskej Štiavnice v roku 1997. Takmer všetky jazerá sa využívajú na rekreačné účely.

Banské múzeum v prírode (skanzen) – bolo sprístupnené v roku 1974 na pôvodných banských dielach šachty Ondrej zo 16.-teho storočia a štôlne Bartolomej zo 16. a 17.-teho storočia. Nachádza sa 2 km od Banskej Štiavnice pri ceste do Štiavnických Baní pod jazerom Klinger. Pozostáva z povrchovej a podzemnej expozície. Na povrchu sa nachádzajú originálne stavby a stroje, podzemnú expozíciu tvoria dva hĺbkové obzory na šachte Ondrej (Bartolomej a Ján) 33 m a 45 m pod zemou. Dĺžka podzemnej trasy je 1300 m. V typickom banskom prostredí sú inštalované ukážky baníckych pracovísk, ťažobných zariadení a dobývacích metód od 16.-teho storočia až do súčasnosti.

návrat