Дивноморское находится примерно в 10 километрах по морю от Геленджика. Современное шоссе проходит сравнительно далеко от населенного пункта. Для того чтобы попасть в Дивноморское, нужно свернуть с основной дороги в том месте, где она пересекает широкую долину реки Мезыбь. Судя по размерам долины, раньше эта река была значительно более полноводной, а сейчас она даже не доносит свои воды до моря. Она впадает в небольшой водоем, отделенный от моря галечным валом.
Климат здесь мягче, чем в Геленджике, так как норд-осты дуют еще слабее. От Дивноморского в сторону Джанхота вдоль обрывистого берега моря протянулся сосновый бор, поэтому воздух в этом курортном местечке всегда свеж и целебен.
