На территории городского округа "Город Южно-Сахалинск" выявлен относительно широкий спектр месторождений и проявлений полезных ископаемых.
Уголь. Лопатинское месторождение расположено в бассейнах рек Сусуи и Найбы, протягивается в меридиональном направлении на 65 км от р. Самбурки на юге до истоков р. Найбы на севере. Месторождение имеет площадь 75 кв. км и содержит до 50 угольных пластов, из которых 40 - с промышленными характеристиками. Южная часть месторождения, до недавнего времени разрабатываемая шахтой "Южно-Сахалинская", находится западнее поселка с одноименным названием. Площадь шахтного поля - 10,5 кв. км, где насчитывается до 30 угольных пластов. Запасы угля составляют 17,5 млн. т. К югу от поля шахты располагается неэксплуатируемый резервный участок "Тепловодский" площадью 0,7 кв. км, имеющий 15 пластов с запасами, числящимися на государственном балансе в объеме 2,8 млн. т.
Торф. Месторождения находятся у северной и южной границ пригородной зоны. Основным из них является "Лиственничное" со средней мощностью залегания торфа 4,9 м, зольностью 17,4% и общими запасами 3,4 млн. куб. м. Другое месторождение расположено северо-западнее с. Старорусское, на левобережье р. Большой Такой. Площадь залежей в промышленном контуре 150 га, общие запасы торфа-сырца - 335 тыс. т. В настоящее время месторождения не разрабатываются.
Строительный камень. Лиственничное месторождение кварцитов и сланцев располагается в 7 - 9 км юго-восточнее города, в 2 - 3 км севернее автодороги на Охотское, протягиваясь вдоль нее от р. Змеевки до р. Комиссаровки. Разведано пять участков, общие запасы которых составляют 17,4 млн. куб. м. Буреинское месторождение кварцитов и сланцев располагается в 6 км восточнее планировочного района "Луговое", запасы составляют 5,2 млн. куб. м. В 36 км юго-восточнее г. Южно-Сахалинска, в 1 км к северу от пос. Известковый находится месторождение Чапаевское. Запасы составляют 14,26 млн. куб. м. На месторождениях преобладают сланцы сложного минерального состава темно-зеленого и зеленовато-серого цветов. Кварциты имеют серый цвет, залегают пластами мощностью 30 - 120 м и протяженностью несколько километров. Строительный камень пригоден для производства бетона высоких марок и для многих строительных работ.
Синегорское месторождение песчаников располагается южнее с. Синегорск, на правом берегу р. Сусуи, к северу от устья р. Быстрой. Полезное ископаемое представлено пластом мелкозернистых песчаников мощностью 11,3 м и протяженностью более 400 м. Месторождение не эксплуатируется, является резервным. Запасы подсчитаны в количестве 32,5 тыс. куб. м, но государственным балансом запасов не учтены. Кроме того, на территории района имеется месторождение Южно-Сахалинское II, требующее доразведки.
Песчано-гравийная смесь. Путинское месторождение ПГС находится в 15 км северо-западнее Южно-Сахалинска, в 0,7 км севернее от автодороги на Холмск и приурочено к отложениям маруямской свиты неогенового возраста. Полезное ископаемое представлено слабосцементированными гравелитами и мелкогалечными конгломератами, залегающими среди разнозернистых песков. Продуктивный пласт имеет мощность до 55 м. Запасы составляют 220 тыс. куб. м. На территории района имеются 12 месторождений и проявлений песчано-гравийной смеси с разной степенью изученности. Общие запасы по месторождению ПГС на территории г. Южно-Сахалинска составляют 3,6 млн. куб. м. В основном ПГС применяется для ремонта и строительства автодорог и как материал для балластных слоев железнодорожного полотна. Песчано-гравийно-валунная смесь Луговского месторождения может использоваться для оснований и подстилающего слоя автодорог, для производства асфальтовых смесей.
Глины. Месторождения прослеживаются в основном в долине р. Сусуи и отдельные - в юго-западной и восточной частях пригородной территории. Могут использоваться для производства кирпича, черепицы, керамических изделий, штукатурных работ. Хомутовское месторождение глин расположено в 0,5 км восточнее железнодорожной станции Христофоровка, запасы составляют 983 тыс. куб. м, полезное ископаемое представлено глиной кирпичной. Горловское месторождение аргиллитов расположено в 13 км северо-западнее Южно-Сахалинска, в направлении автодороги на Холмск. Полезным ископаемым является однородная толща аргиллитов мощностью около 1000 м. Запасы промышленных категорий - 5592 тыс. куб. м. Путинское месторождение алевролитов располагается в 15 км северо-западнее Южно-Сахалинска. Полезное ископаемое представлено слаболитифицированными алевролитами, пригодными для производства керамического кирпича марки "100", стеклокерамической плитки, фасадных и облицовочных плиток. Южная часть месторождения площадью 7,9 га детально разведана. Запасы - 1290,6 тыс. куб. м. В настоящее время лицензировано только Горловское месторождение.
Подземные воды. Приурочены к водоносным горизонтам и комплексам Сусунайского артезианского бассейна. В пределах бассейна до глубины 200 - 300 м развиты пресные подземные воды питьевого качества. Подземные воды интенсивно добываются для различных целей более чем 100 водозаборами. Суммарный водоотбор превышает 100 тыс. куб. м/сут. Основной источник водоснабжения - месторождение "Луговое", эксплуатируется с 1969 года. Эксплуатационные запасы утверждены в 1969 г. в количестве 60 тыс. куб. м воды в сутки. Доля подземных вод в общем балансе водоснабжения города составляет более 80%.
Минеральные воды. Синегорское месторождение углекислых мышьяковистых вод находится в долине р. Сусуи, на стыке Сусунайского артезианского бассейна и Западно-Сахалинского гидрологического массива, у подножия горы Джамбул, в 22 км к северо-западу от Южно-Сахалинска и в 13 км юго-восточнее с. Синегорск. Площадка, в пределах которой сосредоточены естественные выходы минеральной воды, имеет абсолютную отметку 35 м и ограничена с юга излучиной р. Сусуи, с севера - полотном железной дороги. Основная часть месторождения вскрыта в 1953 году двумя наклонными скважинами глубиной до 100 м. Формирование минеральных вод обусловлено поступлением флюидов, обогащенных мышьяком и углекислым газом, на глубине до 750 м. Суммарная мощность пластов водовмещающих отложений - 14,7 м. Воды - напорные, дебитом при откачках более 70 куб. м/сут., температурой 6 - 15° С, не имеющие цвета и запаха. Связь с поверхностными водами отсутствует. Химический состав вод: углекислый, мышьяковистый, борный, хлоридно-гидрокарбонатно-натриевый с высокой минерализацией. Свободно выделяющиеся из воды и растворенные в ней газы представлены чистой углекислотой. Все это делает минеральные воды довольно редким и уникальным источником, пригодным для лечения широкого круга заболеваний. Месторождение эксплуатируется с 1966 года. На его базе функционируют санатории "Сахалин" и "Синегорские минеральные воды". Исключительно высокое содержание мышьяка выводит Синегорское месторождение на одно из первых мест среди лечебных вод не только в нашей стране, но и за рубежом, причем они содержат мышьяк в наиболее активной его форме в виде мышьяковистой кислоты. Применяются, прежде всего, при кардиологических и гастроэнтерологических заболеваниях.
Минеральные грязи. Месторождение находится в районе грязевого вулкана, в 18 км северо-западнее границы города, в 4 км юго-западнее санатория "Сахалин". Последнее извержение вулкана произошло в 1959 году, при котором сопочная брекчия объемом 150 - 200 тыс. куб. м покрыла площадь в 60 тыс. кв. м. В пределах сопочного поля располагается до 10 грязевых ванн диаметром 0,2 - 1,5 м и 6 сопок иловой грязи высотой до 1 м. Мышьяк не содержится. Запасы грязей не оценивались, лечебные свойства не изучались. Месторождение не разрабатывается. Требуется дополнительное изучение.