Du lịch biển từ lâu đã được xác định là thế mạnh của du lịch Thanh Hóa. Với hơn 100km bờ biển, thiên nhiên đã ban tặng cho Thanh Hóa khá nhiều bãi biển đẹp, nên thơ với những bãi cát trải dài như: bãi biển Sầm Sơn, Hải Hòa, Nghi Sơn (Tĩnh Gia), Hải Tiến (Hoằng Hóa), Quảng Thái (Quảng Xương)...

Vì vậy, khoảng 5 năm trở lại đây, đã có khá nhiều dự án đầu tư khai thác cơ sở hạ tầng tại các khu du lịch biển trọng điểm trong tỉnh với tổng kinh phí từ ngân sách nhà nước lên tới 167 tỷ đồng, bước đầu đã làm thay đổi diện mạo của các khu du lịch, góp phần quan trọng thu hút các dự án đầu tư kinh doanh và khách du lịch.

Du lịch nghỉ dưỡng biển ở Thanh Hóa gắn liền với các loại hình dịch vụ, du lịch biển như: lưu trú, nghỉ ngơi, tắm biển, bơi lặn, chèo thuyền, lướt ván, tìm hiểu văn hóa, ẩm thực, hệ động thực vật biển...

Hiện nay, tại các khu du lịch biển của Thanh Hóa, điển hình như Sầm Sơn, có nhiều cơ sở hạ tầng và dịch vụ du lịch phát triển, có khả năng đáp ứng nhu cầu nghỉ dưỡng, tắm biển của hàng vạn khách du lịch trong ngày. Ngoài ra, những bãi biển khác như: Hải Tiến, Hải Hòa... vẫn còn hoang sơ, luôn chờ đón du khách đến chiêm ngưỡng và khám phá.

Du lịch biển Thanh Hóa cũng đang hình thành một số tổ hợp du lịch nghỉ dưỡng như: tổ hợp du lịch nghỉ dưỡng Hải Hòa; Dự án khu du lịch nghỉ dưỡng Eureka - Linh Trường; Dự án khu du lịch sinh thái cao cấp Quảng Cư - Sầm Sơn... với quần thể các biệt thự nghỉ dưỡng, căn hộ - khách sạn ven biển, khu spa và chăm sóc sức khỏe cao cấp, khu vui chơi giải trí và khu hội thảo...

Trong tổng số 24 dự án nằm trong danh mục dự án ưu tiên phát triển du lịch được xây dựng trong quy hoạch tổng thể, đô thị du lịch Sầm Sơn đứng đầu danh sách dự án cần được đầu tư nhằm hoàn chỉnh diện mạo một đô thị du lịch quốc gia, một khu du lịch biển tổng hợp gồm nghỉ dưỡng, tắm biển, tham quan du lịch, hội nghị, hội thảo, thể thao dưới nước... với số tổng vốn đầu tư lên tới 200 triệu USD.

Cùng sự đầu tư lớn và những lợi thế có được, hiện Sầm Sơn được đánh giá là đầu tàu kéo du lịch Thanh Hóa phát triển nhanh, mạnh và bền vững. Bên cạnh đó, Thanh Hóa đã và đang triển khai xây dựng một số khu du lịch nghỉ dưỡng biển khác như: khu du lịch biển Hải Tiến (80 triệu USD), khu du lịch sinh thái đảo Nghi Sơn (100 triệu USD), khu du lịch biển Hải Hòa (50 triệu USD).

Du lịch nghỉ dưỡng biển là bước đi đúng hướng góp phần thu hút du khách, đem lại doanh thu lớn, tạo thêm việc làm cho xã hội, làm đa dạng thêm dịch vụ du lịch biển ở Thanh Hóa vốn chỉ bó hẹp trong phạm vi phục vụ khách bình dân và trung lưu.