Devido às condições naturais, quer em termos de clima, quer em termos geográficos, Santa Maria assume-se como a estância balnear por excelência do arquipélago dos Açores. Há várias praias e piscinas naturais com excelentes condições para actividades de veraneio. A mais famosa é a Praia Formosa, onde se pratica surf, windsurf, esqui aquático e vela.

Um passeio de barco, com passagem pela gruta do Ilhéu do Romeiro, bacias e enseadas, é a melhor forma de conhecer a magnífica costa. A orla costeira é excelente para a pesca, mergulho e caça submarina. Efectuam-se saídas para pesca de corrico e de fundo, estilos com grande tradição na ilha, e também para pesca grossa em alto mar.

Para os simpatizantes da Geologia, tem para oferecer uma das mais interessantes experiências de toda a bacia atlântica. Sendo a geologicamente mais antiga do arquipélago, apresenta formações de origem sedimentar com fósseis marinhos, é a única do arquipélago com fósseis marinhos que dão dicas sobre o impacto do aquecimento global nas espécies de há 130 mil anos, atraindo paleontólogos, geólogos e biólogos que embarcam numa verdadeira viagem no tempo, ou ainda o Barreiro da Faneca, também conhecido por Deserto Vermelho.

Os fãs do mergulho encontram, nos vizinhos ilhéus das Formigas, a oportunidade de obter imagens inolvidáveis na prática de fotografia subaquática. Perto da Ilha no denominado banco de pesca do Ambrósio, é o local onde se pode ter uma experiência única de poder flutuar ao lado de jamantas gigantescas, estando a afirmar-se como um destino de eleição para mergulhar com jamantas, em alternativa às Maldivas e outras áreas do planeta onde elas aparecem. Santa Maria, segundo a Universidade dos Açores, está definitivamente na rota das jamantas, que passam o inverno em Cabo Verde, e ficam o verão nos Açores, onde chegam normalmente no mês de junho e início de julho.

O parapente é actividade que encontra boa guarida nas várias baías de Santa Maria. Com guia e equipamento adequado é possível explorar grutas naturais, como a Furna de Santana e a Furna Velha, ou escavadas pelo homem, como é a Gruta do Figueiral.