Особенности геологического строения территории области обусловили многообразие и обилие различных видов полезных ископаемых.

В западной части Оренбуржья выявлены многочисленные запасы углеводородного сырья. Среди них различаются нефтяные, газовые, нефтегазовые и нефтегазоконденсатные месторождения. Крупнейшее из них — Оренбургское газоконденсатное месторождение. На крайнем западе области имеются месторождения горючих сланцев, в том числе крупное Чаганское месторождение. На севере центральной зоны области разведано несколько месторождений Южно-Уральского (Тюльганское, Репьевское и др.) буроугольного бассейна. В районе Бугуруслана известно Садкинское месторождение асфальтитов.

В Предуральском краевом прогибе получили развитие многочисленные структуры, сложенные каменной солью, в том числе разрабатываемое крупнейшее Илецкое месторождение каменной соли высшего качества. С соляными куполами связаны также и залежи гипса (Дубенское месторождение).

В восточной складчатой части области, где широко развиты магматические, интрузивные и осадочные комплексы горных пород, наибольшее значение имеют металлические полезные ископаемые. Здесь сосредоточены многочисленные месторождения медно-колчеданных и колчеданно-полиметаллических руд с сопутствующими благородными металлами. Среди них самое значительное — Гайское медноколчеданное месторождение. В регионе выявлены месторождения железных, марганцевых и никелевых руд, хромитов, рудного и рассыпного золота. Известны также проявления молибдена, редких и рассеянных элементов. В этой же зоне имеются месторождения хризотил-асбеста (Киембайское), каменного угля (Домбаровка), фосфоритов.

Недра области богаты строительными материалами. Потребности стройиндустрии Оренбуржья полностью обеспечены кирпичными, керамзитовыми и огнеупорными глинами, мелом. В достаточном количестве имеются пески для бетона, силикатного кирпича. Повсеместно имеются месторождения строительного камня. Область может поставлять в другие регионы щебень из высокопрочных и морозостойких пород, песок и гравий высококачественных марок, флюсовый известняк, цементное сырье.

Из поделочного и облицовочного материала наибольший интерес представляют яшма и мрамор. Прекрасные по расцветке и рисунку яшмы залегают недалеко от Орска (г.Полковник), у Гая (Калиновское месторождение). В Кваркенском, Новоорском и Адамовском р-нах имеются крупные залежи белого, серого и черного мрамора.