Sa Pa có khí hậu mang sắc thái ôn đới và cận nhiệt đới, không khí mát mẻ quanh năm. Thời tiết ở thị trấn một ngày có đủ bốn mùa: buổi sáng là tiết trời mùa xuân, buổi trưa tiết trời như vào hạ, thường có nắng nhẹ, khí hậu dịu mát, buổi chiều mây và sương rơi xuống tạo cảm giác lành lạnh như trời thu và ban đêm là cái rét của mùa đông.

Thị trấn Sa Pa là một trong những nơi hiếm hoi của Việt Nam có tuyết. Trong khoảng thời gian từ 1971 tới 2008, 14 lần tuyết rơi tại Sa Pa. Lần tuyết rơi mạnh nhất vào ngày 13 tháng 2 năm 1968, liên tục từ 3 giờ sáng đến 14 giờ cùng ngày, dày tới 20 cm.

Vào thập niên 1940, người Pháp đã quy hoạch, xây dựng Sa Pa thành nơi nghỉ mát, điều dưỡng khá lý tưởng. Ở đây có đầy đủ hệ thống thủy điện, trạm nước, dinh toàn quyền, toà chánh sứ, sở than, kho bạc, kiểm lâm, hệ thống đường nhựa  và đặc biệt là hơn 200 biệt thự theo kiểu phương Tây ở ngay trung tâm thị trấn, nằm xen giữa những cánh rừng đào và những rặng samu.

Về phía tây thị trấn Sa Pa là dãy núi Hoàng Liên Sơn, bốn mùa vào buổi sáng sớm sương giăng mờ mịt. Nơi đây có đỉnh Phan Xi Păng cao 3.143 mét rất thích hợp cho những người thích môn leo núi và là khu vực của nhiều loại động, thực vật quý hiếm như cây hoàng liên, thông dầu v.v. Có 37 loài được ghi trong Sách đỏ Việt Nam.

Sa Pa có núi Hàm Rồng ở sát ngay thị trấn, bất kỳ du khách nào cũng có thể lên đó để ngắm toàn cảnh thị trấn, thung lũng Mường Hoa, Sa Pả, Tả Phìn ẩn hiện trong sương khói. Hiện nay, với bàn tay tôn tạo của con người, Hàm Rồng thực sự là một thắng cảnh đầy hoa trái của Sa Pa.

Sa Pa, một địa danh nguyên sơ với làng bản các dân tộc ít người như H’Mông, Dao, Tày, Xá Phó … với Thác Bạc, cổng Trời, cầu Mây, hang Gió, núi Hàm Rồng, thung lũng Mường Hoa, … xứng đáng là một nơi dành cho những ai yêu thiên nhiên, muốn tìm hiểu phong tục tập quán của người dân miền núi.