Сахалинская область богата природными запасами: нефтью и газом, каменным и бурым углями, черными, цветными, редкими и благородными металлами, горно-химическим и агрохимическим сырьем, биологическими ресурсами суши и окружающих морей, пресных, минеральных и термальных вод, природными объектами для лечения и отдыха.
Флора и фауна Сахалина и Курил исключительно богата и разнообразна. Растительный мир островов насчитывает 1 400 видов растений.
Сахалин относится к зоне хвойных лесов. В долинах рек произрастают лиственные леса (тополь, ива, ольха). В центральной и южной части преобладают береза, вяз, клен, ясень, тис, которые придают растительности южный облик. На острове произрастают ценные лекарственные растения: аралия, элеутерококк. Распространены ягодники, багульник.
В условиях острова проявляется гигантизм некоторых травянистых растений, таких как гречиха сахалинская, белокопытник, дудник медвежий. К концу лета многие травы поднимаются до 3-метровой высоты, а медвежья дудка вырастает до 4 метров.
Из промысловых зверей в Сахалинской области обитают: бурый медведь, росомаха, лиса, соболь, заяц, северный олень, белка, бурундук, горностай, выдра. Встречаются изюбрь и кабарга. Многочисленны и лесные птицы: глухарь, рябчик, вальдшнеп, белая куропатка, синица, дятел, кряква, чирок, кайры, бакланы. На Курильских островах распространены птичьи базары.
В последние 20 лет на островах акклиматизированы: пятнистый олень, уссурийский енот, ондатра, баргузинский соболь.
Богаты рыбой сахалинские реки, озера, моря. Большое разнообразие лососевых; встречаются сахалинский осетр, щука, карась, сазан, самая большая пресноводная рыба - калуга. Она достигает длины 5 метров и массы до 1 тонны.
Остров Тюлений, расположенный к востоку от Сахалина, - уникальный заповедник, где находится лежбище морских котиков.
В Сахалино-Курильском бассейне обитают сивучи - самые крупные из ластоногих. Их называют морскими символами единственной в России области на островах.