Fatsa, Karadeniz ile Canik Dağları arasında bir sahil şeridinde yer almakta ve Elekçi, Bolaman, Yapraklı ve Belice nehirleri tarafından sulanmaktadır. Fatsa’da yazları sıcak ve nemli, kışları serin ve nemli, ara sıra da olsa yoğun kar yağışlarının görüldüğü nemli bir subtropikal iklim hakimdir.
Yerel ekonomi tarım ve balıkçılığa dayanmaktadır. 20. yüzyılın başlarında, bölgede sahil yolu olmadığı için kasaba bir liman ve ticaret merkezi olarak gelişmiştir. Fatsa’daki limanda, Yalıköy ve Bolaman ilçelerinde ve doğal bir liman oluşturan Belice mezrasında balıkçı filoları barınmaktadır. Karadeniz Sahil Yolu Fatsa’nın içinden geçerek ticareti canlandırmaktadır. Fatsa dünyanın önde gelen fındık yetiştirme bölgelerinden biridir.
20. yüzyıldan önce hinterlantta yetiştirilen başlıca tahıllar mısır ve pirinçti. 1920’lerden itibaren kıyı bataklıkları sulama çalışmalarıyla kurutuldu, pirinç yetiştiriciliği durdu ve kasaba büyüdü. Bu dönemde bölgeye fındık da getirilmiştir. Ekilebilir arazilerin yaklaşık %80’ine fındık dikilmiştir. İlçenin yüksek dağlık alanları ormanlarla kaplıdır.