Theo truyền thuyết, thuở xưa trên trời có nàng tiên rất xinh đẹp nhưng tính tình tinh nghịch và bướng bỉnh tên là Loan. Một ngày nọ, nàng mượn con chim Ô thước bay xuống trần gian dạo chơi khắp nơi mà không hề để ý chim đã mỏi cánh, đói và khát. Khi ngang qua Tuy An, chim không còn đủ sức để bay nên đã hạ cánh xuống dãy núi Từ Bi – một nhánh nhỏ của đèo Quán Cau. Sau này, người dân quanh vùng đã ghép chung tên chim Ô thước và nàng Loan, gọi tắt là Ô Loan để đặt tên cho đầm.  

Vì là đầm nước lợ nên Ô Loan có rất nhiều hải sản như hàu, sò huyết, tôm, mực, sứa, rau câu, điệp, cua… Đến Ô Loan thưởng ngoạn phong cảnh thiên nhiên tươi đẹp và thưởng thức những món hải sản đậm đà hương vị miền Trung, du khách mới có thể cảm nhận hết được vẻ đẹp của vùng đất Phú Yên thơ mộng.Với diện tích mặt nước hơn 1.500 ha, đầm Ô Loan được thiên nhiên ban tặng cho một vẻ đẹp thanh bình với không gian thoáng đãng và khí hậu trong lành, mát mẻ. Từ đỉnh đèo Quán Cau nhìn xuống, du khách sẽ thấy núi Từ Bi, nơi có con suối Từ Bi chảy ngoằn ngoèo qua các khe núi rồi đổ ra đầm, tạo nên cảnh quan thơ mộng. Quanh đầm là núi Đồng Cháy, núi Cẩm và cồn An Hải với những ghềnh đá nhô ra ngoài đầm tạo thành những mỏm đá với nhiều hình dạng khác nhau. Nằm men theo bờ nước của đầm là những rừng phi lao - nơi trú ẩn của các loài chim như le le, bồ nông, cò, vịt…