Theo quyết định trên, Khu kinh tế Nam Phú Yên có quy mô diện tích 20.730ha, bắc giáp sông Đà Rằng, nam giáp huyện Vạn Ninh (Khánh Hòa), đông giáp Biển Đông và tây giáp hành lang cao tốc Bắc - Nam.
Khu kinh tế Nam Phú Yên gồm cấu trúc một vành đai công nghiệp phía Tây và dải dịch vụ phía Đông. Trong đó, khu vực ven biển phía Đông phát triển dịch vụ du lịch, đô thị và hậu cần cảng; vành đai phía Tây phát triển công nghiệp công nghệ cao, đặc biệt có hai trung tâm công nghiệp. Hai trung tâm công nghiệp gồm công nghiệp gắn với sân bay Tuy Hòa ở phía Bắc và công nghiệp gắn với cảng Bãi Gốc ở phía Nam.
Khu kinh tế Nam Phú Yên cũng được định hướng với tam giác phát triển du lịch phía Nam với 3 mũi nhọn là khu vực Biển Hồ - núi Đá Bia; khu du lịch Mũi Điện - Bãi Môn và khu du lịch Hòn Nưa.
So với 2 phân khu chức năng theo Quy hoạch năm 2009 (gồm Khu phi thuế quan và Khu thuế quan), Khu kinh tế Nam Phú Yên hiện được chia thành 6 phân khu chức năng.
Khu vưc phát triển đô thị phía Bắc sân bay Tuy Hòa (phân khu 1) có diện tích đất tự nhiên khoảng 3.820 ha; trong đó đất xây dựng các khu chức năng khoảng 3.100 ha và đất khác khoảng 720 ha. Phân khu được định hướng phát triển khu đô thị sân bay và hình thành quỹ đất hậu cần sân bay - dự trữ phát triển mở rộng sân bay trong tương lai dài hạn, phát triển du lịch sinh thái ven sông Đà Rằng.
Khu vực phát triển Đô thị du lịch - dịch vụ ven biển (phân khu 2) có diện tích đất tự nhiên khoảng 3.080 ha (đất xây dựng các khu chức năng khoảng 3.010 ha ); định hướng phát triển quỹ đất thương mại dịch vụ du lịch hỗn hợp khu vực ven biển, hình thành khu công nghệ cao Hòa Hiệp Bắc.
Khu vực phát triển đô thị Hòa Vinh (phân khu 3) có diện tích đất tự nhiên khoảng 2.570 ha (đất xây dựng các khu chức năng khoảng 1.690 ha); định hướng hình thành đô thị nên, tập trung tại khu vực lõi Hòa Vinh kết hợp với hệ thống cây xanh, mặt nước.
Khu vực phát triển du lịch - dịch vụ ven sông Bàn Thạch (phân khu 4) có diện tích đất tự nhiên khoảng 1.860 ha (đất xây dựng các khu chức năng khoảng 950 ha); được định hướng phát triển mô hình dịch vụ du lịch sinh thái bán ngập, kết hợp nông nghiệp thủy sản công nghệ cao tại hạ lưu sông Bàn Thạch, phát triển mô hình khu du lịch sinh thái ven sông, trang trại nhà vườn sinh thái.
Khu vực phát triển công nghiệp tập trung (phân khu 5) có diện tích đất tự nhiên khoảng 3.150 ha (đất xây dựng các khu chức năng khoảng 2.416 ha); được định hướng phát triển công nghiệp công nghệ cao, công nghiệp gắn với việc phát huy lợi thế cảng biển, tập trung thu hút các ngành công nghiệp lọc hóa dầu, luyện kim, năng lượng,... vào Khu công nghiệp Hòa Tâm.
Khu vực phát triển du lịch phía Nam (phân khu 6) có diện tích đất tự nhiên khoảng 6.250 ha (đất xây dựng các khu chức năng khoảng 1.514 ha); được định hướng hình thành tam giác phát triển dịch vụ, du lịch, thể thao đã dạng và chất lượng cao và tôn trọng, bảo vệ hệ thống rừng phòng hộ và đặc dụng hiện có.
Mục tiêu của điều chỉnh quy hoạch là xây dựng Khu kinh tế Nam Phú Yên phù hợp với chiến lược phát triển quốc gia biển, chiến lược phát triển kinh tế biển Việt Nam.
Đồng thời, cụ thể hóa các chủ trương chiến lược của Khu kinh tế Nam Phú Yên trong định hướng phát triển kinh tế - xã hội của Chính phủ cho vùng kinh tế trọng điểm miền Trung, Nam Trung Bộ cũng như cụ thể hóa các định hướng phát triển trong các quy hoạch vùng Nam Phú Yên - Bắc Khánh Hòa…
Khu kinh tế Nam Phú Yên định hướng xây dựng và phát triển thành khu kinh tế tổng hợp đa ngành, đa chức năng với trọng tâm là các loại hình công nghiệp công nghệ cao, các ngành công nghiệp gắn với việc phát huy lợi thế cảng biển, tập trung thu hút các ngành công nghiệp lọc hóa dầu, luyện kim, năng lượng… vào Khu công nghiệp Hòa Tâm nhằm khai thác tiềm năng cảng Bãi Gốc.
Điều chỉnh quy hoạch cũng nêu xây dựng Khu kinh tế Nam Phú Yên thành một trung tâm dịch vụ, du lịch cấp quốc gia và khu vực; tạo điểm bứt phá về kinh tế - xã hội trong khu vực Nam Trung Bộ, tạo sự kiên kết phát triển giữa các tỉnh vùng duyên hải Nam Trung Bộ và Tây Nguyên.