該區擁有秀麗的自然風光和富有特色的主題遊樂公園，有著名文學家郭沫若作詩“奔舟我喜尋詩樂，遊泳人爭入水先。畜牧場中黃犢壯，鳳凰山上白雲懸。風來松嶺千嶂綠，雨落平湖萬點圓。龍洞茶園新種就，惜無島嶼足盤旋。”以贊頌的龍洞旅遊風景區；有我國最大的亞熱帶風光植物園——華南植物園，園內的“龍洞琪琳”被評為“羊城新八景”之壹和廣州十佳景點之壹；有集藝術表演、體育競技、民間風情、自然景觀、古典建築及傳統技藝於壹體的大型綜合性遊樂園——“世界大觀”；有氣勢恢宏的天河體育中心和中國最先進的綜合體育中心——廣東奧林匹克體育中心；還有都市人休閑放松的好場所、被喻為天河區“區肺”的天河公園、以及富有鄉村特色的吉山橄欖公園、前進楊桃公園、黃村東公園、長湴休閑公園和廣東樹木公園，人們都可以體會到濃烈的郊野風情。
天河區作為廣州新興的商務中心區，其商務旅遊資源非常豐富。天河北壹帶雲集了正佳廣場、宏城商業廣場、天河娛樂廣場、廣州購書中心、天河城購物中心、中怡時尚、麗柏廣場、維多利廣場等大型購物中心和壹批高級酒店，以及中信廣場、大都會廣場等數十幢高檔寫字樓。天河區也是華南地區重要的IT產品交易中心。在廣州的13大電腦市場中，天河區占了9個，其銷售額占全市的80%以上。主要交易市場包括：太平洋電腦城、天河電腦城、廣州電腦城、國際科貿中心等，是華南地區最重要的信息技術產品集散地。正在建設的珠江新城是廣州未來的中央商務區，已建成廣東省檢察院大樓、農業大廈等壹批辦公大樓，以及4公裏的濱江綠化帶和面積28萬平方米的珠江公園；金融廣場、富力科訊大廈、保利大廈、發展中心大廈、雙城國際等數十幢高檔寫字樓，以及廣州市第二少年宮、廣東博物館新館、廣州歌劇院、廣州新圖書館、超高寫字樓——珠江雙塔、中軸線廣場群、海心沙市民廣場等標誌性建築也已落成或正在建設之中。
除此之外，天河區的人文旅遊資源也較豐富，從原始社會至現代史跡都有。如龍眼洞新石器時代龍洞飛鵝嶺全新世新石器文化層、永福村的南朝（公元420－589年間）古墓，紀念清朝抗法援越民族英雄劉永福的永福村、長朗土鄉劉義亭、廣州大道北的劉氏家廟，還有瘦狗嶺的反英群眾團體東平會社舊址、胡漢民墓等。