Природные ресурсы и полезные ископаемые являются важным фактором, формирующим конкурентные преимущества Волгоградской области. Волгоградская область не является ведущим минерально-сырьевым регионом, тем не менее обладает достаточным запасом минерального сырья.
В частности, на территории Волгоградской области разведаны и добываются нефть, природный газ, бишофит, калийные соли, фосфориты, поваренная соль, строительный песок, минеральные воды. Имеется более 280 месторождений твердых полезных ископаемых, открыты дополнительные запасы минеральной воды. Запасы нефти составляют свыше 500 млн. тонн, газа - 1,2 трлн. куб. метров, газового конденсата - свыше 450 млн. тонн. Уникальны (более 250 млрд. тонн) разведанные залежи бишофита (хлормагниевой соли). Волгоградская область располагает крупнейшим в мире месторождением этого ценного природного минерала, который в своем составе содержит почти все элементы таблицы Менделеева. Это месторождение расположено в непосредственной близости от промышленного перерабатывающего комплекса города Волгограда.
Волгоградская область относится к старым нефтегазодобывающим районам России со сравнительно высоким освоением углеводородных ресурсов. Сырьевая база углеводородов насчитывает около 100 месторождений. По величине извлекаемых запасов месторождения Волгоградской области все мелкие, за исключением Памятно-Сасовского, которое относится к средним.
В среднесрочной перспективе ожидается замедление темпов добычи нефти, что обусловлено снижением эффективности добычи нефти за счет ухудшения качества сырьевой базы отрасли, обводнения скважин, сложностью освоения новых месторождений, не слишком высокой активностью нефтяных компаний. Добыча природного газа (свободного и попутного) может снизиться из-за исчерпания разведанных запасов. Добычу нефти и газа осуществляют следующие основные недропользователи: ООО "ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть", ООО СП "Волгодеминойл", ОАО "Саратовнефтегаз", ЗАО "Фроловское НГДУ".
Волгоградская область располагает собственной минерально-сырьевой базой для развития стройиндустрии. В области находятся крупные заводы по производству цемента, асбестоцементных изделий, сборного железобетона, асфальтобетона, керамзита, керамических и гипсовых изделий, силикатных стройматериалов, стеклотары, абразивов и др.
Почвенные ресурсы имеют большое значение для развития агропромышленного комплекса. Для почвенного покрова Волгоградской области характерна смена типов почв в направлении с северо-запада на юго-восток (от черноземов обыкновенных до светло-каштановых почв). В области распространены черноземные, каштановые почвы степей и светло-каштановые полупустынные почвы, на фоне которых отдельными пятнами встречаются солонцы, солончаки, по долинам рек - пойменные почвы. Почвы черноземного типа (в том числе лугово-черноземные) занимают около 22 процентов площади, каштанового - 44 процента, интразональные (с преобладанием солонцов) - 14 процентов, другие - 20 процентов. Несмотря на то, что на долю плодородных почв приходится более 65 процентов, значительная их часть подвергается разным видам эрозии, в связи с чем наблюдается деградация земель и их выход из землепользования.
Водные ресурсы играют важную роль в экологическом, экономическом и социальном потенциале области. Они используются в качестве источников водоснабжения населенных пунктов, различных нужд сельскохозяйственного и промышленного производства, для орошения, рыбоводства и других целей. Наибольшее значение имеют реки Волга и Дон с их притоками. Недостаток водных ресурсов испытывают восточные и южные районы Волгоградской области.
Использование биологических ресурсов (рыбных, лесных, охотничье-промысловых видов животных, лекарственных трав) не имеет ведущего стратегического значения для развития экономики Волгоградской области. Однако рациональное использование и сохранение биологических ресурсов является необходимым условием поддержания стабильности развития.