El nombre Santa Ana proviene de la festividad religiosa en honor a Santa Ana, madre de la Virgen María. Es común que muchos municipios en México adopten nombres de santos, ya que la influencia religiosa ha sido significativa en la historia del país. En el caso de Santa Ana, el nombre refleja la tradición católica de la región, donde se celebran varias festividades en honor a la Virgen María y sus progenitores.^[9]​

El municipio también es conocido por su apodo "La llave del desierto", que hace referencia a su ubicación estratégica entre dos importantes rutas: la Carretera Federal 2, que conecta con Tijuana, Baja California, y la Carretera Federal 15, que conduce hacia Nogales, Sonora. Este apodo resalta su papel como punto de conexión en el desierto sonorense, siendo un cruce clave para el tránsito y comercio.

El territorio de Santa Ana fue originalmente habitado por el pueblo pima. En 1880, el pueblo de Santa Ana se encontraba al margen derecho del Río Magdalena, conocido en ese entonces como Santa Ana Viejo. En 1882, con la finalización de la construcción del ferrocarril que conectaba Hermosillo con Nogales, varios ex-trabajadores del ferrocarril decidieron asentarse cerca de la estación, que contaba con servicio telegráfico, siendo Benigno García el primer telegrafista. Este hecho cambió radicalmente la forma de vida local. A partir de la llegada del ferrocarril, la población comenzó a referirse al lugar como "La Estación", primer nombre de la ciudad.

El primer fundador fue el Señor Don Diego A. Moreno, quien, con su negocio de carros de tiro de mula, proveía a los trabajadores del ferrocarril de la mercancía necesaria para su manutención y parte de la población de Altar y Caborca. Debido a la constante interacción con los trabajadores del ferrocarril, decidió establecer su residencia en la zona, lo que dio origen a la fundación del poblado. Continuaron su labor los señores Benigno García y los Serna. En 1883, con la fundación del Ferrocarril Sud-Pacífico y la aprobación del Presidente de la República, se consolidó oficialmente la población de Santa Ana.

Pedro Leyva, un empresario local que operaba diligencias en las rutas de la región y era dueño de varias minas, fue clave en el trazado y construcción de algunas de las primeras calles de la ciudad en 1883. La planificación de la ciudad comenzó con la extensión de la calle principal que unía la estación del ferrocarril con el antiguo pueblo de Santa Ana Viejo, conocida hoy como la calle Diego A. Moreno. Entre 1886 y 1888, se trazaron otras calles en dirección este-oeste y avenidas de noroeste a suroeste.

En 1890, Diego A. Moreno fue nombrado presidente municipal y promovió la creación de los primeros servicios públicos, como la cárcel, nuevas oficinas municipales y una escuela primaria. Por estas contribuciones, se le considera el fundador de Santa Ana.

La primera industria de la población fue el molino harinero "El Águila". Antiguamente, había grandes latifundios, regenteados principalmente por los señores León Serna y Arturo Serna, quienes abarcaban grandes extensiones de siembra, principalmente de trigo. Posteriormente, el Gobierno convirtió estos terrenos en ejidos, los cuales actualmente comprenden las áreas de El Claro, San Vicente, Santa Rita, La Cieneguita, Santa Martha y El Pantanito.^[10]​

Con el paso del tiempo, muchas personas de diferentes partes del mundo decidieron establecerse en este recién fundado municipio, tanto nacionales como extranjeros, entre los que se encontraban europeos y asiáticos, buscando un nuevo comienzo en sus vidas. La llegada de la población china fue especialmente notable, y sus integrantes se destacaron en la actividad comercial. Actualmente, algunos de sus descendientes siguen formando parte de la comunidad.

Durante la Revolución Mexicana, algunos miembros de esta comunidad china cambiaron sus apellidos para ocultarse de la persecución de Pancho Villa en 1910, y evitar ser extraditados por el gobierno mexicano en 1930.

Un ejemplo de esta historia es el Maestro José Cirilo Ríos Ramos, cuyo verdadero apellido es Wong. Él no oculta sus orígenes, al contrario, los lleva con gran orgullo. Don José Cirilo Ríos Ramos es un reconocido artista y, actualmente, cronista de la comunidad. Es el autor del mural que adorna el Ayuntamiento de Santa Ana, donde plasma con gran maestría la historia de la ciudad.

Otros miembros de la comunidad china regresaron a su país, como el "Chino Pinturas", el "Luntayn", el "Chino Torero" (cuya identidad permanece en el olvido) y otro conocido como el "Chino Lauro", propietario de la tienda Hermanos Tapia. Estos vendieron sus propiedades, que se encontraban principalmente en lo que hoy es la calle Obregón (antigua calle Espino), a diversas familias locales.

El municipio de Santa Ana se encuentra en la región noroeste del estado de Sonora, México. Su cabecera municipal, la ciudad de Santa Ana, está estratégicamente situada a una altitud aproximada de 670 metros sobre el nivel del mar, en las coordenadas 30°32′26″ de latitud norte y 111°07′14″ de longitud oeste.

Esta localidad se ubica sobre el eje de importantes vías de comunicación: se encuentra a unos 168 kilómetros al norte de Hermosillo, capital del estado, y a 100 kilómetros al sur de la ciudad fronteriza de Nogales, lo que le confiere una posición geográfica relevante en el corredor comercial que conecta el centro de Sonora con la frontera de Estados Unidos.

Santa Ana limita geográficamente con los siguientes municipios: al norte con Magdalena de Kino y Tubutama, al este con Cucurpe, al sur con Benjamín Hill y Opodepe, y al oeste con Trincheras. Esta ubicación le otorga una diversidad geográfica y cultural significativa, siendo un punto de tránsito importante tanto para el transporte terrestre como para actividades económicas relacionadas con el comercio regional e internacional.^[11]​^[12]​

El clima de Santa Ana se clasifica como semiárido cálido BSh en la clasificación climática de Köppen, característico del noroeste de Sonora. Se distingue por inviernos templados y veranos extremadamente calurosos. Las temperaturas durante los meses de verano —especialmente en junio, julio y agosto— pueden superar fácilmente los 40 °C, mientras que en invierno, en los meses de diciembre y enero, las temperaturas mínimas descienden hasta 5 °C o menos durante la madrugada, aunque las máximas se mantienen moderadas, alrededor de los 20 °C.

La temporada de lluvias ocurre principalmente durante el verano, como parte del monzón de Norteamérica, trayendo consigo tormentas intensas pero breves, especialmente en los meses de julio y agosto. La precipitación anual promedio ronda los 300 a 400 mm, aunque varía de un año a otro. Este régimen climático incide directamente en las actividades agrícolas y ganaderas de la región, así como en la disponibilidad de agua para la población.^[13]​^[14]​

Dada su ubicación en la región del Desierto de Sonora, Santa Ana posee una flora y fauna adaptadas a climas áridos. La vegetación predominante incluye mezquites, sahuaros, nopales, gobernadoras, paloverdes y diversos tipos de matorral desértico. Estas especies son resistentes a la sequía y tienen un importante papel en el equilibrio ecológico local.

En cuanto a la fauna, es común encontrar especies como el coyote, liebre, zorro del desierto, venado bura y diversos reptiles, como serpientes de cascabel y lagartijas cornudas. También se observan aves como el carpintero, el búho, el halcón cola roja y el emblemático águila real en algunas zonas elevadas.

El entorno natural de Santa Ana no solo define la identidad ecológica del municipio, sino que también ofrece oportunidades para la educación ambiental, el ecoturismo y la conservación de especies nativas.^[15]​

De acuerdo con el Censo de Población y Vivienda 2020 realizado por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), la población total de Santa Ana en 2020 fue 16,203 habitantes, siendo 50.7% mujeres y 49.3% hombres.

Los rangos de edad que concentraron mayor población fueron 5 a 9 años (1,432 habitantes), 15 a 19 años (1,423 habitantes) y 10 a 14 años (1,423 habitantes). Entre ellos concentraron el 26.4% de la población total.

La densidad poblacional del municipio es de 10.97 habitantes por kilómetro cuadrado, lo que refleja una baja concentración de población, típica de los municipios del norte de Sonora. La distribución por género es equilibrada y una proporción considerable de la población se encuentra en edad productiva.^[16]​

Aunque la presencia indígena no es tan visible como en otras regiones del estado, históricamente el territorio fue habitado por el pueblo pima. En la actualidad, existen algunas personas que se identifican como pertenecientes a grupos indígenas, aunque en números reducidos.

La religión predominante en Santa Ana es el catolicismo, como en gran parte del país. Existen también comunidades cristianas evangélicas y otras denominaciones religiosas en menor proporción. Las festividades religiosas, como las celebraciones en honor a Santa Ana, tienen un papel importante en la identidad y cohesión social del municipio.

Su población total en el año 2015 según el resultado del censo era de 16,248 habitantes (Contabilizando ejidos como: El Claro, Estación Llano, El Coyotillo, Santa Martha, La Cieneguita) y del total de estos pobladores 48% son hombres y 52% son mujeres. Tiene una tasa de crecimiento natural del 1.1% y una densidad de población de 15,39 hab/km².

El Municipio cuenta con un escudo oficial el cual tiene las siguientes características: Rectangular, dividido en tres secciones que simulan la Y (griega) con un remate cónico en la parte inferior al centro, una leyenda en la parte superior con el nombre de la localidad (Santa Ana, Sonora) y en la parte inferior la leyenda que caracteriza a este Municipio (La Llave del Desierto).

En su parte central superior están plasmadas las figuras de un sol y un sahuaro sobrepuesto, que representan la vegetación preponderante, el clima desértico y la apertura al desierto, el primero en color blanco delineado en color negro y el segundo en color verde.

En la esquina superior izquierda, una parcela agrícola con dos espigas de trigo en forma inclinadas, que representan la actividad agrícola de esta localidad, la primera en color verde y la segunda en color trigo. Debajo se encuentra un libro, un birrete y un diploma, los cuales simbolizan los distintos niveles de educación existentes en la localidad, el primero en color blanco, el segundo en azul pizarra y el tercero en color ocre.

En esquina superior derecha, una industria de color azul verde, que representa las fuentes de empleo de esta localidad.

En la derecha parte inferior, una cabeza de ganado bovino de color ocre y representa la actividad económica ganadera de esta localidad.

El municipio cuenta con múltiples jardines de niños, varias escuelas primarias, seis escuelas de educación media, una escuela de educación media superior y dos universidades: Universidad de Sonora Regional Norte de Sonora Campus Santa Ana e IDESA (Instituto del Desierto de Santa Ana). También cuenta con preparatorias de sistema abierto. Telesecundarias para las comunidades rurales y una opción más para estudiar, ICATSON (Instituto de Capacitación para el Trabajo del Estado de Sonora). Cabe mencionar que en la localidad se encuentra la Dirección Regional de la Secretaría de Educación y Cultura (SEC) sirviendo a las localidades vecinas pertenecientes a esta dirección. Además también cuenta con el servicio de instructores de CONAFE en las comunidades rurales.

Desde el año 1962 oficialmente establecidas en el mes de julio se celebran las tradicionales fiestas de Santa Ana, celebrando así el día de la santa patrona del pueblo. Juegos mecánicos, comida típica, carreras de caballos, palenques y bailes son parte de estas celebraciones donde asisten cantantes, bandas, números culturales, obras de teatro y presentaciones de grupos de talento local y estudiantes de los diversos talleres de la Casa de la Cultura.

Estas festividades duran generalmente una semana, siendo estos del 16 de julio, al 23 de julio. También, como es costumbre, hay coronación de La reina de las fiestas de Santa Ana, Donde un jurado elige entre las candidatas a la que representará a esta ciudad todo un año, y la cual entregará la corona a la que vendrá a sucederla en las fiestas siguientes.

Para Santa Ana la Semana Santa es ya una tradición, celebrándose formalmente el viacrucis viviente desde 1961, en el 2011 fueron los 50 años de esta tradición, Pero anécdotas cuentan que estas celebridad se hacían desde mucho antes de 1961 pero en la plaza de Santa Ana viejo enfrente de la iglesia de nuestra Sra. Santa Ana se cuenta que desde entonces se vestían de los personajes así reflejando el viacrucis pero con el cambio de un Pbro. se extendió así iniciando los eventos de la semana santa desde el Domingo de Ramos, Lunes, Martes, Miércoles, Jueves Santo y Viernes Santo. el Viernes Santo desde muy temprano los habitantes locales, de ciudades vecinas, extranjeros, etc. se dan cita en la parroquia de Nuestra Señora de Guadalupe situada en el Centro de Santa Ana desde ahí cientos de personas acompañan lo ahora se conoce como "Viacrucis Viviente", estación por estación hasta recorrer varios kilómetros desde la ciudad hasta el ejido Santa Ana Viejo, donde esperan otros cientos de personas para presenciar la dramatización de crucifixión de Cristo. esta tradición ha llegado a reunir miles de personas, después ya por la tarde el Cuerpo de Cristo es llevado a la parroquia de Nuestra Señora de Guadalupe, entre el Sábado Santo y la madrugada de Domingo de Resurrección la gente se reúne desde las vías del tren hasta la parroquia para entrar a la iglesia a obscuras, a la mitad de la santa misa se prende un nuevo cirio pascual y aparece Jesús Resucitando.

Santa Ana ha sido marcado culturalmente y cómicamente contemporáneamente por varios personajes que le han dado una imagen muy relevante a nivel regional, entre los que se destacan “Ramirolas” “La Coloreteada” “Martinson” “La Campanita” entre otros más que sin duda han sido una imagen para Santa Ana importante en el siglo XXI.

Debido a su estratégica ubicación geográfica, el Municipio de Santa Ana ha sido objetivo de diversas compañías maquiladoras y cadenas comerciales para asentar sus negocios, esto aunado a los comercios locales. En el área de la industria se encuentra un parque industrial donde se encuentran diversas empresas nacionales e internacionales, que son una gran fuente de empleo en la región.

En la actualidad, el municipio cuenta con varios establecimientos de cadenas comerciales así como tiendas de autoservicio que son parte del comercio local. Varias tiendas de conveniencia y refacciones y accesorios. Tiendas de comida rápida. En el centro, en la plaza y sus alrededores encuentras diversos establecimientos dedicados a ofrecer snacks y otros antojitos. También al nivel de la carretera internacional encuentras taquerías y restaurantes para todos los gustos. Los hoteles ubicados en esta misma vía ofrecen excelente atención a todos los viajeros que buscan un buen descanso o desean visitar esta ciudad.