Особенности геологического строения территории области обусловили многообразие и обилие различных видов полезных ископаемых. В западной части выявлены многочисленные запасы углеводородного сырья. Среди них - 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 части области разведано несколько месторождений бурых углей Тюльганского буроугольного бассейна. В районе Бугуруслана известно Садкинское месторождение асфальтитов. В Предуралье разрабатывается крупнейшее Илецкое месторождение каменной соли высшего качества. В восточной части области 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 медно-колчеданное месторождение. 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: 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 районы 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 города Орска (гора Полковник), у г. Гая (Калиновское месторождение). В Кваркенском, Новоорском и Адамовском районах имеются крупные залежи белого, серого и чёрного мрамора.

Поверхностные воды. Территория области характеризуется довольно значительной плотностью речной и балочной сети, достигающей 2-4 км/ км2 за исключением крайних восточных и южных районов, где она не превышает 0,5 км/ км2. Наиболее крупная река Урал является транзитной, но основная часть её стока формируется в области за счёт главного притока - Сакмары. Две крупные реки Сакмара и Илек берут начало соответственно в Башкирии и в Казахстане и впадают в Урал уже в пределах области. Большинство других значительных рек (Самара, Чаган, Большой и Малый Кинель, Дема, Тобол) имеют в области истоки и значительную часть водосборной площади, но уходят своими нижними течениями за её пределы. Сток остальных средних и малых рек полностью формируется на территории области. Почти все реки относятся к бассейну Каспийского моря, распределяясь между бассейнами Урала и Волги. Река Тобол принадлежит бассейну Оби и Карского моря. Большую часть воды реки получают за счёт атмосферных осадков (60-95%) и незначительную - за счёт дренирования подземных вод. Река Урал по своей длине (2428 км) уступает в Европе только Волге и Дунаю. Площадь его бассейна 231 тыс. км2. На Оренбургскую область приходится 1164 км русла и около 78 тыс. км2 площади бассейна. По химическому составу воды Урала относятся к группе кальциевых гидрокарбонатного класса. Крупнейший приток Урала - река Сакмара, её протяженность 798 км, площадь бассейна 30,2 тыс. км2, длина Сакмары в пределах области около 380 км. Всего в пределах области насчитывается 623 водотока протяженностью более 10 км. Значительную площадь (около 5 тыс. км2) на востоке области занимает бессточный бассейн озёр Шалкар-Ега-Кара, Жетыколь, Айке. Наиболее крупная река этого бассейна Буруктал имеет сток в озеро Шалкар-Ега-Кара только в весеннее время, а летом состоит из цепочки глубоководных озёровидных плесов. Озеро Шалкар-Ега-Кара - крупнейший естественный водоём области площадью более 9600 га и длиной береговой линии 96 км. Оно имеет почти правильную круглую форму и занимает блюдцеобразное понижение в рельефе. Ввиду отсутствия постоянного стока в озеро, его уровень подвержен резким колебаниям в различные годы. Примерно раз в 10 лет озеро полностью высыхает, а каждые три года промерзает до дна. Преобладающая глубина на озере 0,5-1,5 м. В поймах Урала, Сакмары, Самары, Илека и их притоков сосредоточено большое количество озёр-стариц, режим которых тесно связан с основными водотоками. Наиболее крупные пойменные озёра имеют площадь до 100 га и достигают длины 7 км. В центральной и восточной частях области встречаются озёра карстового происхождения. Наиболее крупные из них - озеро Косколь в Беляевском районе (12 га), озеро Октябрьское в Октябрьском районе (30 га). Насчитывается более 312 прудов и водохранилищ общей площадью около 15600 га. В эту площадь не входит зеркало самого крупного искусственного водоёма области Ириклинского (26,0 тыс. га), которое по своим параметрам несоизмеримо с остальными водохранилищами. Почти сразу после вступления р. Урала на территорию области, начинается плёс Ириклинского водохранилища. Оно было образовано плотиной гидроузла в 1957-1958 годах с целью улучшения водоснабжения промышленных центров Восточного Оренбуржья. Создание водохранилища облегчило борьбу с наводнениями в городе Орске. На нем была построена гидроэлектростанция, а затем Ириклинская ГРЭС. Сооружение водоёма позволило расширить возможности для развития рыбного хозяйства и ирригации в верхней части бассейна Урала. Водохранилище создано в бывшем Ириклинском ущелье и представляет собой в средней и нижней частях глубоководное горное озеро со скалистыми берегами и многочисленными заливами. Длина водохранилища с севера на юг 73 км, протяженность береговой линии около 415 км. Площадь водохранилища при горизонте 245 м над уровнем моря составляет 260 км2, средняя глубина 12,5 м, максимальная в русловой и приплотинной зоне - 36 м. Из других водохранилищ наиболее крупными являются Кумакское, в Ясненском районе (площадь 12,7 км2, объем 48 млн. м3) и Черновское в Илексом районе (12,6 км2, 52,7 млн. м3). Подземные воды. Потенциальные ресурсы подземных вод области оцениваются в 6,3 млн. м3/сут., в т. ч. 5,2 млн. м3/сут. пресных вод. Широко распространены минеральные воды: сульфатные, сульфато-хлоридные, хлоридные натриевые, сероводородные, бромные, хлоридные натриевые рассолы. Разнообразие минеральных вод области по степени минерализации и химическому составу позволяет выделить среди них 5 бальнеологических групп 27 типов. Большинство из них имеют аналоги среди известных типов минеральных вод.

Область расположена преимущественно в зоне степей и общая площадь лесов области составляет около 700 тыс. га (4,3% территории области). Наибольшую лесистость имеют Северный (19%) и Бузулукский (22%) районы, наименьшую Акбулакский (0,5%) и Домбаровский (0,4%). Кроме того, в области более 86 тыс. га занимают искусственные полезащитные и противоэрозионные насаждения. Общий запас древесины - 53 млн. м3. Доля гарей от общей площади лесов - 0,241%, доля вырубок - 1,98%. Острова леса в лесостепной зоне состоят из дуба обыкновенного, липы мелколистной, берёзы бородавчатой, к которым примешивается клён остролистый и ильм. В некоторых районах (правобережье р. Малый Кинель, Шайтантау и др.) встречаются сосновые редколесья. Участки лесной степной зоны растительности занимают поймы рек и их песчаные террасы, холмистые междуречья и склоны, выходы разрушающихся скальных пород. Пойменные леса, сохранившиеся практически по всем значительным рекам области, образованы тополем серебристым и чёрным, ветлой, реже вязом. По поймам Самары, Урала и Сакмары значительную площадь занимают дубравы. Следует отметить галерейные и колковые насаждения чёрной ольхи (чёрноольшанники), растущие по ручьям и горным речкам, а также болотистым местам на Общем Сырте, в долине Илека и Губерлинских горах. Овражно-балочные колки и лески холмисто-увалистых водоразделов степной зоны состоят преимущественно из берёзы бородавчатой и осины. До долины Урала по водоразделам произрастает дуб. На востоке области в верховьях р. Суундук лесостепной облик ландшафту придают сосновые редколесья с примесью лиственницы и берёзово-осиновые колки. Учитывая низкую лесистость территории, большинство лесных массивов области следует рассматривать в качестве природных резерватов разнообразного назначения: заповедников, ландшафтных и ботанических заказников, природных парков, памятников природы.

Растения. Травостой сохранившихся участков луговых степей лесостепной зоны состоит в основном из богатого видами красочного лугово-степного разнотравья. Для него наиболее характерны: клевер горный, подмаренник настоящий, лабазник шестилепестный, серпуха, адонис весенний, ветреница лесная, герань кровяно-красная, кровохлебка лекарственная, порезник сибирский, змееголовник Руиша, козлобородник восточный, душица обыкновенная, зверобой продырявленный. К разнотравью примешиваются злаки: мятлик луговой, ежа сборная, костер безостый, а также ковыли Иоанна, узколистный, опушеннолистный и типчак. Высота основного травостоя луговых степей достигает 70-80 см, на площадке 100 кв.м встречается от 35 до 65 видов. Продуктивность таких степей составляет 25-40 ц сена с 1 га, их участки сохранились фрагментарно. В северной части степной растительной зоны, приблизительно до широтного отрезка долины р. Урал, преобладают разнотравно-ковыльные степи. Для разнотравно-ковыльных степей, развитых в полосе обыкновенных чернозёмов, характерно преобладание ковылей - красноватого, Иоанна, которые наряду с типчаком, овсенцом пустынным, тимофеевкой степной, тонконогом изящным и другими злаками образуют основной фон. В составе разнотравья наиболее обычны зопник клубненосный, тысячелистник обыкновенный, лапчатка распростёртая, полыни широколистная и шелковистая, подмаренник настоящий, василёк русский, шалфей остепнённый. Травостой разнотравно-ковыльных степей содержит от 30 до 65 видов растений на 100 м2, его продуктивность равна 15-20 ц сена с га. Общий список цветковых растений области превышает полторы тысячи видов. Из них 37 видов занесены Красную книгу России. Животные. Почти во всех 35 районах области сохранились колонии байбака - его численность оценивается в 60-90 тыс. особей. Байбак является объектом реаклиматизации и регулируемого промысла. По облесенным рекам области широко распространён обыкновенный бобр. Его численность колеблется от 5 до 8 тыс. особей. Благодаря акклиматизации бобр быстро расселяется в новых степных районах даже по рекам с редкой древесной и кустарниковой растительностью. Ведется лицензионный промысел. Численность зайца-русака, обитающего в области повсеместно и являющегося важным объектом охоты, превышает 40 тыс. особей. Заяц-беляк чаще встречается в лесистых районах области. Средняя численность волка оценивается в 200 особей, лисицы - более 9 тыс. особей, корсака - около 4 тыс.. Все эти хищники добываются охотниками без особых ограничений. Экзотическую редкость представляет бурый медведь, ранее широко распространённый в лесных массивах области. В настоящее время он обитает в массивах Малый Накас и Шайтантау, где ежегодно добывается охотниками в связи с угрозой нападения этого зверя на домашний скот. Важнейшими объектами промысла являются куньи. Это в первую очередь: барсук, горностай, лесная куница, степной и лесной хорь. В числе редких и очень редких видов куньих области: колонок, перевязка, европейская норка и речная выдра. В то же время численность акклиматизированной американской норки стала столь значительной, что она может служить объектом промысла. С начала 70-х годов наблюдается продвижение с севера на территорию области рыси. В настоящее время она отмечена уже в самых южных районах области. Расселяется кабан, численность которого составляет около 4,5 тыс. особей; ведется лицензионный отстрел. В лесных угодьях обитают - косуля (более 12,5 тыс. особей), лось (3,1 тыс.), благородный олень (400-500 особей). Лось и косуля являются объектами лицензионной охоты. Благородный олень отстреливается в ограниченном количестве. Характерный и многочисленный в прошлом обитатель оренбургских степей – сайгак, ныне встречается небольшими стадами во время летней миграции в крайних юго-восточных районах области. Птицы - самая многочисленная группа позвоночных животных области - более 280 видов. Число гнездящихся видов птиц составляет почти 200, зимующих - 52 вида. До распашки оренбургские степи было густо населены такими крупными птицами, как дрофа, стрепет, журавль-красавка, серая куропатка. В настоящее время эти виды встречаются значительно реже. Характерны для степей дневные хищники: орёл степной, орёл-могильник, курганник, а также мелкие соколы: кобчик, пустельга обыкновенная и степная. Вблизи степных водоёмов обычны луни - степной, луговой и камышовый. Среди мелких воробьиных, обитающих в степи, наиболее многочисленны различные виды жаворонков: полевой, степной, рогатый, белокрылый, чёрный, а также жёлтая трясогузка. Стали очень редки кречетка, чибис, степная тиркушка, огарь. Богата фауна птиц степных водоёмов. Объектами охоты являются серый гусь, кряква, некоторые виды куликов. На водоёмах встречаются краснокнижные виды: краснозобая казарка (во время пролёта), шилоклювка, ходулочник. В лесах обитают: глухарь, тетерев, рябчик, большой пёстрый дятел, желна, ворон. В пойменных лесах Урала встречается орлан-белохвост. Большое число видов птиц являются редкими, из них около 40 видов включены в Красную книгу России. На территории области обитает 19 видов пресмыкающихся. Отряд черепах представлен одним видом - болотной черепахой, которая встречается во всех водоёмах в бассейне Самары, по рекам - Урал, Илек, реже по Сакмаре, а также по ручьям и степным речкам с озеровидными плесами. Обитают ящерицы разных видов, змеи и т. д. В реках, ручьях, озёрах, водохранилищах и прудах области обитает более 60 видов и разновидностей рыб. Они относятся к 15 семействам, из которых самые многочисленные - карповые (28 видов). Для значительной части видов бассейн Урала является восточным пределом их распространения. Из пяти видов осетровых, обитающих в р. Урал, только один вид, стерлядь, постоянно обитает в реке. Остальные: белуга, русский осётр, шип и севрюга - встречаются, в основном, во время нерестовых и зимовальных миграций. На среднем плёсе Урала сохранились лучшие нерестилища осетровых и места залегания на зиму. К проходным видам, заходящим в Урал из Каспия для нереста, относится белорыбица из семейства лососевых. В горных ручьях и речках бассейна Сакмары встречаются ручьевая форель и европейский хариус. При организации охраны их местообитаний и воспроизводстве эти ценные породы рыб могли бы стать объектами спортивного рыболовства. В реках и озёрах широко распространена щука. Большое значение для любительского рыболовства имеют лещ, сазан, жерех, язь, подуст, плотва. Повсеместно в озерах и прудах обитает карась. Нередко вылавливаются сомы весом в 80-120 килограммов и более. В реках с каменистым дном обычен налим. Практически во всех водоёмах обитает окунь. Ценным видом промысла и любительского рыболовства на Урале, Сакмаре, Самаре, Илеке и других реках является судак. В крупнейшем водохранилище области - Ириклинском, обитает 36 видов рыб, в том числе такие важнейшие промысловые, как лещ, судак, жерех, сазан, сом. Из вселённых видов рыб большое промысловое значение в Ирикле приобрели сиг и рипус. В прудах области успешно разводятся карп, толстолобик и белый амур.

Климат области континентальный, с жарким, сопровождающимся суховеями летом, и холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Абсолютная амплитуда колебаний между крайними значениями температур велика и достигает 85°С. Зима отличается постоянством отрицательных температур и суровыми морозами, достигающими -40°С...-49°С. Лето солнечное и жаркое, в дневные часы, особенно в июле, температура нередко поднимается до +35°С...+40°С. Вегетационный период около 180 дней. Характерной чертой климата области является его засушливость. Выпадающие летом осадки не успевают впитываться в почву, так как высокие температуры воздуха способствуют их быстрому испарению. Осадки на территории области распространяются неравномерно. Их количество убывает с северо-запада (450 мм в год) на юго-восток (260 мм в год). Максимальное количество осадков выпадает на хребте Малый Накас (до 550 мм в год). Примерно 60-70% годового количества осадков приходится на тёплый период, что несколько сглаживает засушливость климата. Низкая обеспеченность оренбургских степей влагой часто приводит к засухе. За последнее столетие в северо-западных районах области сильные и средние засухи наблюдались один раз в 3-4 года, а в южных районах один раз в два-три года. Продолжительность залегания снегового покрова составляет от 135 дней на юге до 154 дней на севере. Средняя из наибольших декадных высот снежного покрова за зиму колеблется от 60 до 20 см, уменьшаясь с севера на юг. Глубина промерзания почвы достигает в среднем на северо-западе 70 см, в восточных районах - 1 м. Для степей Оренбуржья характерны жестокие метели, которые при сильном ветре и низкой температуре называются буранами.

В области расположен Оренбургский заповедник (основан в 1989 г., площадь 21,6 тыс. га.). Состоит из 4 участков, удалённых друг от друга: на юго-западной окраине Общего Сырта, в восточном Предуралье, на западном Склоне Тургайского плато, на правобережье Урала (центральная часть области). Поверхность – холмисто-увалистая равнина. Более 95% территории занято травяными типами растительности. Флора включает более 500 видов растений, много эндемичных, реликтовых, редких видов, в т.ч. внесенных в «Красную книгу России». Свыше 150 видов птиц. Встречаются сайгак, корсак, барсук, заяц-русак и др. Можно выделить несколько видов рекреационных ландшафтов области: пойменно-речные, горно-речные, горно-лесные, сосновые боры, водохранилища, степные озёра, карстовые ландшафты, рекреационные ландшафты с бальнеологическими ресурсами. Многие оренбургские ландшафты обладают оздоровительными свойствами, связанными с особенностями степного климата, фитоцидными свойствами зелёных насаждений, в первую очередь сосновых боров и распространением ресурсов бальнеологического значения: минеральными источниками, природными накоплениями лечебных грязей, солёными озёрами, широкими возможностями для кумысного коневодства и кумысолечения. В городе Соль-Илецке для лечебных целей используются иловые грязи озёр Тузлучного и Дунина, солёные ванны в озере Развал. Подобными ресурсами располагает урочище Солёное в Белявском районе. Далеко за пределами области известен бальнеологический курорт "Гай", действующий на кислых, железистых сульфатно-натриевых водах с высоким содержанием алюминия, меди, железа и других компонентов. Эта вода и грязи с озера Купоросного используются для лечения органов движения и нервной системы. В Новосергиевском районе с дореволюционных времен сохранились противотуберкулезные санатории "Степной маяк" и "Красная поляна", где с успехом используются возможности для производства кумыса и кумысолечения. Бальнеологическое использование природных ресурсов имеет большие перспективы для своего развития. Практически неограниченные возможности имеются для использования разнообразных лечебных вод: сульфатно-хлоридных, хлоридно-натриевых, сероводородных. Некоторые районы перспективны для развития кумысолечения с использованием ресурсов степных пастбищ.