La ciudad está ubicada en la Costa Noroeste de la provincia de Chubut, a solo 100 kilómetros de Península Valdés, declarada Patrimonio de la Humanidad por UNESCO desde el año 1999. Se trata de una de las áreas biológicas más destacadas de la costa Patagónica, por la presencia de ballenas francas, elefantes y lobos marinos, pingüinos de Magallanes, delfines, orcas y otras tantas especies de fauna terrestre y flora. Algunos puntos turísticos cercanos son: la Isla de los Pájaros, Puerto Pirámides, Punta Delgada, Caleta Valdés y Punta Norte. Por otro lado, Puerto Madryn fue declarada Capital del Buceo por la cámara de diputados en la Argentina. Además cuenta con un Ecocentro, destinado a la interpretación de ecosistemas, el Museo Oceanográfico y de Ciencias Naturales, y el Museo Municipal de Arte, entre muchas otras alternativas culturales.
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