Округ в географическом отношении расположен в Ингодино-Ононском междуречье, занимает площадь в 19,6 тыс.кв.км. В геологическом отношении территория округа располагается в пределах Агинской структурно-формационной зоны Монголо-Охотской складчатой области.
В минерагеническом отношении территория округа относится к олово-вольфрам-редкометальному поясу Монголо-Забайкальской провинции, в пределах которой ведущими типами месторождений являются:
1) редкометалльно-гранитный (Орловская группа месторождений);
2) жильные и штокверковые оловянно-вольфрамовые (Спокойнинское);
3) ртутно-сурьмяно-вольфрамовое (Барун-Шивеинское);
4) скарновые золото-вольфрам-висмутовые (Уронайская группа месторождении);
5) россыпные месторождения (золото, олово, вольфрам);
6) марганцевые рудопроявления.
Перспективы территории на поиски полезных ископаемых велики: тантал, ниобий, вольфрам, висмут, олово, золото, драгоценные и поделочные камни, строительные материалы и минеральные воды. В настоящее время на территории округа известно около 30 рудных месторождений и рудопроявлений, 28 проявлений камнесамоцветного сырья, более 20 месторождений и проявлений строительных материалов, более 30 источников минеральных вод, Урейское месторождение каменного угля, три проявления бурых углей.
Рудные и россыпные месторождения и рудопроявления округа условно сгруппированы в 4 рудных узла:
I. Орловский рудный узел включает 5 месторождений;
II. Тура-Илинский рудный узел объединяет 3 генетически однотипные россыпи золота;
III. Уронайский рудный узел;
IV. Дыбыкса-Илинский рудный и россыпной узел.
Территория округа, также располагает множеством месторождений общераспространенных полезных ископаемых.
Цветные и редкие металлы.
Медь установлена в качестве попутного компонента в рудах Уронайского медно-золото-висмутового месторождения. В последние годы в пределах Уронайского рудного узла наметились перспективы открытия объектов нового, для региона, медно-порфирового с золотом типа руд.
Интерес для дальнейшего изучения представляет Харатуйское проявление, где в экзоконтактовой зоне гранодиоритовой интрузии установлены свалы ороговикованных сланцев с содержанием меди 3-5%.
Олово, вольфрам. На территории округа известны более 25 олово-вольфрамовых объектов различной изученности. Наиболее изученное и осваиваемое Спокойнинское вольфрам-грейзеновое месторождение является самым крупным в Забайкалье. Барун-Шивеинское вольфрамовое месторождение расположено в северо-западной периферийной части крупной Уронайской очагово-купольной структуры. Практический интерес представляет Урдо-Таптанайское вольфрам-бериллиевое проявление, содержащее вольфрам (среднее содержание 0,08%), олово, висмут, литий, бериллий (среднее содержание окиси бериллия 0,11%), флюорит.
Молибден. Признаки молибденовой минерализации развиты достаточно широко, однако в силу низкой изученности промышленные объекты отсутствуют. С баланса снято Боглюнское молибден-вольфрам - висмутовое месторождение с богатыми рудами (Мо-0,715%, WOз-О,6%, Bi 0,455%).
Сурьма. Округ находится в центре региональной Тыргетуй-Жипкошинской зоны кварц-антимонитового золотосодержащего оруденения субвулканического типа. На настоящий момент наиболее изученным является Жипкошинское сурьмяное месторождение, которое находится на северо-востоке Могойтуйского района округа. На территории округа, кроме Жипкошинского месторождения, известен ряд подобных перспективных рудопроявлений, изученность которых не позволяет относить их к рангу месторождений: Агинское сурьмяное, Октябрьское, Железнодорожное, Усть-Улятуйское, расположенные к югу от Жипкошинского месторождения и сурьмяно-вольфрамового месторождения Барун-Шивия. В южной части округа известна группа рудопроявлений (Гашуновское, Июльское, Зуткулейское, Ново-Зуткулеяское, Нарынкундуйское-1, Оботуевское, Улясутайское и др.) и многочисленные пункты минерализации. Севернее этой группы известно Чалотуйское (Зун-Челлутайское) рудопроявление в кварцевых жилах среди гранитоидов, с содержанием сурьмы 4,9%. Общие прогнозные ресурсы территории округа в настоящее время оцениваются в 210 тыс.т сурьмы. Наиболее значительным представляется Боржигантайская площадь. Боржигантайская площадь (геогимическое поле) расположена в одноименном рудном узле, на водоразделе рек Онон и Ага, в истоках ручья Боржигантай. Ресурсы сурьмы региона сопоставимы с таковыми по России в целом, а учитывая дефицит активных запасов сурьмы в стране и их расположение в крайне неблагоприятных регионах (Якутия), здесь может быть создана новая в России, весьма перспективная сырьевая база, способная обеспечить сурьмой не только потребности России, но и поставлять ее на мировой рынок.
Висмут. На территории округа выявлено крупное по запасам висмута Уронайское медно-золото-висмутовое месторождение. Комплексный состав руд значительно увеличивает ценность месторождения.
Орловское месторождение тантала в 25 км к востоку от окружного центра п.Агинское. Месторождение открыто в 1960 году, отрабатывается открытым способом ЗАО "Новоорловский ГОК".
Урейское месторождение каменного угля находится в 45 км западнее с.Дульдурга, Добычные работы ведут ОАО "Урейский угольный разрез". Уголь участка оценен, как каменный, энергетический, отнесен к технологической группе "ДВ" (длиннопламенный витринитовый), характеризуется низкой степенью выветрелости, по содержанию микрокомпонентов относится к кларенам.
Месторождение россыпного золота "Талый ключ", отрабатывается ОАО "Агинские цветные металлы". Россыпь расположена в верховьях долины р.Талый ключ в интервале 18-24 км и по кл.Нулывыр в интервале 0-2.4 км от устья.
Усть-Борзинское месторождение известняка. По своему качеству они пригодны для получения портлант-цемент марки "500" и белого цемента, как металлургические флюсы, которые и использует в своем производстве Приаргунское ПГХО. Известняки, по своему химсоставу также пригодны для производства строительной извести, карбида и гипохлорита кальция.
Хойто-Агинское рудное поле. В 2001 году продолжались поиски и оценка месторождений в пределах Хойто-Агинского рудного поля. В пределах рудного поля наиболее изучены Моготуйский и Кусочинский участки. На Могойтуйском участке зона омарганцевания прослежена канавами, картировочными скважинами и маршрутами по простиранию на 3 км. Ширина зоны омарганцевания на поверхности меняется от 250 в центре до 150 м на флангах. Во вскрытой канавами рудоносной зоне протяженностью 800 метров предварительно оцененные запасы окисленной марганцевой руды составили 1,85 млн.тонн (таблица 16).