设计单位：中国城市规划设计研究院
分区规划范围：南起亚龙岭山边，北至三亚市行政边界，西起东线高速公路，东至海边，包括南田温泉片区和蜈支洲岛，规划区面积约为98.78平方公里。
分区规划期限：2006年—2020年。
职能与规模
海棠湾总体定位为“国家海岸”—— 国际休闲度假区。
海棠湾职能：世界级的旅游度假天堂，面向国内外市场的多元化热带滨海旅游休闲度假区，国家海洋科研、教育、博览综合体。
海棠湾可容纳居住人口规模为：规划期末（2020年）25万人。其中，过夜游客14万人左右（包括酒店和度假公寓），服务人员7万人左右，原住民4万人左右。
用地结构与布局结构
海棠湾总用地面积98.78平方公里，其中城市建设用地面积51.6平方公里，占总用地面积的52.2%。
海棠湾的用地结构为：居住用地占总城市建设用地的17.5%，公共设施用地占城市建设用地的29.5%，绿地占城市建设用地的44.2%，道路广场用地占总城市建设用地的6.1%。
海棠湾的用地布局结构为：“一点、一带、三区、六片、五楔”。其中：
一点：蜈支洲岛，用地面积约1.12平方公里，构建成为具有观光、游览功能的海岛热带雨林公园。
一带：沙坝酒店带，世界顶级酒店及海滩公共设施集中区。
三区：南区：南起铁炉港，北至林旺高速联络线，主要功能定位为综合休闲游憩区（游艇港、高档酒店、旅游小镇、山前度假村等）；中区：包括大小龙江塘和指状湿地范围，主要功能定位为高端休闲度假区（顶级酒店、国际会议中心、游艇社区等）；北区：南起指状湿地，北至三亚市界，包括藤桥镇、椰洲、风塘等多个场地单元。主要功能定位为多元文化度假区（本土与异域文化主题酒店、椰洲观光、温泉度假、传统旅游小镇等）。
六片——是指从南到北结合场地特征划定的各个功能片区，分别是：
铁炉港片区：区域公共服务休闲中心；林旺片区：现代旅游服务小镇区；龙江塘片区：高端品牌休闲度假区；风塘片区：国际主题度假社区；椰洲片区：综合观光休闲度假区；土福片区：海洋主题科教博览区
五楔：指的是顺应山势、通向海滨的五条主要绿化通廊，或结合高尔夫、或结合道路隔离绿化、或结合公园绿地，成为保障区内公共开敞空间有效落实、组团之间有效隔离的重要生态绿楔空间。
居住用地规划
规划远期居住用地总面积903.21公顷，占海棠湾建设用地17.5%，其中一类低密度居住用地803.93公顷，二类居住用地99.28公顷。另综合商住用地289.18公顷，该类用地中居住用地面积不少于总用地面积的60%。
公共设施规划
海棠湾规划公共设施用地总面积为1521.74公顷，占城市建设用地的29.5%。
规划行政办公用地1.47公顷；规划商业金融业用地415.85公顷；规划酒店用地318.27公顷；规划旅游度假用地126.92公顷；规划体育用地278.65公顷；规划医疗卫生用地8.10公顷；规划文化娱乐用地20.87公顷；教育科研设计用地69.28公顷；旅游服务用地40.62公顷；综合商住用地289.18公顷。
综合交通规划
海棠湾对外交通主要通过区域西侧的东线高速公路和海榆东线以及规划的东线高速铁路，规划高铁客站设置在藤桥镇南部。
海棠湾路网结构为三纵九横：
三纵：组团间联系道路、滨海景观大道、滨海步行观光路
九横：高速公路联络线、海榆东线联络线
景观规划
总体景观框架为“三轴、三带、六区”的结构：
三轴：贯穿场地南北的重要景观轴，分别是滨海大道景观轴、海棠大道景观轴、高速及国道景观轴。
三带：依据场地特质形成异质开敞空间为主要内容的景观带，分别是沙坝景观带、滨水景观带和农田景观带。
六区：根据功能侧重的不同以及风貌特征的各异划分为铁炉港泻湖景观区、林旺特色小镇区、龙江塘及指状湿地景观区、风塘景观区、椰洲湿地公园及温泉小镇景观区、海洋科博景观区六个特征景观风貌区。
核心功能定位
海棠湾的三大核心功能是国际顶级品牌滨海酒店带、世界级游艇休闲社区和国家级海洋科研、教育、博览中心，核心功能在各开发单元的位置和用地必须得到保障和落实。
C10地块位于海棠湾最南端，总用地面积为8.94平方公里，定位为高端主题型度假社区；B1地块为17.02平方公里，是面积最大的一处，定位为顶级品牌休闲度假区，主要建造七星级酒店、国际会议中心、国际顶级高尔夫球场等；C6地块主要建造综合性休闲度假区；A7地块以国家海岸湿地公园为主要特色的热带滨海旅游休闲度假区；C3地块主要以发展影视文化、温泉度假、休闲娱乐为一体的多功能景区。
国际顶级品牌滨海酒店带由位于沙坝上的6个主题酒店群（位于C10、C6、B1、A8、A7片区）和在主要通海道路与滨海景观大道结合处集中设置的海滩公共服务区及多处沙坝公园（位于C10、C6、C5、B1、A9、A8、A7片区）组成。
世界级游艇休闲社区包括国际游艇港（位于C10、C8片区）、海棠湾国际风情小镇（位C6、C10片区于薄尾岭北侧环湖区域）、龙江塘游艇社区（位于B1片区北侧）、风塘区国际社区和主题公园（位于A8片区）以及结合泻湖与场地内河设置的相关公共服务设施及游艇度假项目。
国家级海洋科研、教育、博览中心包括海洋公园（位于C5片区）、国家海洋研究院（位于A4片区）、国际海洋科学中心（位于A4片区）、国家海洋大学（位于A4片区）、国家海岸湿地公园（位于A6、A7片区）、国际会议中心（位于B1片区小龙江塘区域）等组成。
海棠湾解放军301医院选址：海棠湾控规南区C10片区部分地块，地理坐标为:东经 180°17′20.0″,北纬109°42′58.7″。位于规划区域南端
三亚海棠湾高铁站开通时间暂未公布。因为根据海南省三亚市政府发布的相关资料显示，“海棠湾动车站计划已于2015年5月启动，中铁二院于2017年11月已完成《海南东环铁路增设海棠湾站可行性研究》（送审稿），并报送中国铁路总公司审批。海棠湾站开通时间暂未公布，请后续进行关注。”所以三亚海棠湾高铁站开通时间暂未公布。