2011年春季和冬季对三亚湾水体和沉积物的现场调查表明,三亚湾水体中营养盐的含量存在显著的季节变化,春季水体中的氮、磷等营养元素显著低于冬季的;而三亚河输入的陆源营养元素对三亚湾的影响显著。总氮总磷的分析结果表明,水体中有机营养元素的含量较高,由于浮游植物也可以利用有机氮和磷来进行初级生产,因此,水体中有机质的污染应引起重视。历年来海水中无机氮、磷的监测结果表明,三亚湾水体中氮的输入有逐年增加的趋势,而磷的污染有逐渐降低的趋势。水体中N/P比值也由2004年的6∶1,增加到2011年的60~123∶1;说明整个生态系统已由早期的氮限制转变为磷限制。沉积物重金属元素的分析结果显示,三亚湾除了三亚河口附近的Cd元素超标外,大部分海区的沉积物依然属于国家一类沉积物,处于清洁环境下。而水体水温的长期监测结果表明,三亚湾水体水温的变化波动有增大的趋势,且水体的酸化现象也和全球的变化一致,说明三亚湾水体也受到全球气候变化的影响,但总体上三亚湾珊瑚礁周围环境状况较为稳定,可满足珊瑚礁的生长要求。