Минерально-сырьевые ресурсы области представлены запасами железной руды, каменного и бурого угля, торфа, фосфоритов. Важное место занимают ресурсы подземных вод. Особенно широко развиты промышленно значимые естественные отложения строительного сырья - известняка, щебня, гравия, песка, суглинков, глин и т.д. Ведётся добыча строительных материалов, подземных вод и, в небольших количествах, - торфа. Природно-сырьевые ресурсы области недостаточно изучены, многие из разведанных запасов полезных ископаемых, за исключением исходного сырья для производства стройматериалов, промышленным способом не разрабатываются и являются резервными (железная руда, бурые угли, фосфориты, цементное сырьё, сырьё для производства минеральных красок, топливно-энергетическое сырьё и т.д.). Железные руды в пределах территории Орловской области являются частью крупнейшей в мире железоносной докембрийской структуры, известной как Курская магнитная аномалия (КМА). Здесь расположены Михайловский и Орловский железорудные районы. В пределах Михайловского района выявлено и разведано Новоялтинское месторождение богатых железных руд; в Орловском железорудном районе - два перспективных объекта - Орловский и Воронецкий. Новым геолого-промышленным типом месторождений, выявленным и изученным в последние годы орловскими геологами на территории области, является Хотынецкое месторождение цеолитосодержащих трепелов - единственное на сегодняшний день в Европейской части России. Расположенные в выгодных геолого-экономических условиях, с оцененными запасами в 62,5 млн. т, оно представляет собой ценнейший источник нетрадиционного горно-химического сырья с широким спектром использования, большим спросом на мировом рынке и резким ростом суммарной мировой добычи в последние годы. Три участка Хотынецкого месторождения - Богородицкий, Воротынцевский и Образцовский подготовлены геологами для освоения. Горнодобывающими предприятиями разрабатываются общераспространённые полезные ископаемые, являющиеся главным образом сырьём для строительной индустрии области. Основные минерально-сырьевые ресурсы естественных строительных материалов в области представлены суглинками и глинами для производства керамзита и кирпича, строительными песками, карбонатными породами для производства щебня, извести и цемента, трепелами для производства высокопрочного термолитового гравия.

Орловская область - край многочисленных рек. Её можно назвать краем истоков - здесь берет своё начало одна из крупнейших рек Европейской части России – р. Ока и множество других рек и ручьёв; формируется поверхностный сток рек бассейна Волги, Дона и Днепра, а также аккумулируются подземные воды Московского артезианского бассейна. Водосборы рек разделены двумя водораздельными участками. Первый проходит от г. Малоархангельска на север к д. Алексеевке, затем на северо-восток к станции Верховье и к д. Паньково. Этот всхолмлённый участок является водоразделом между реками Окой, Зушей с её притоком Неручь и рекой Сосной с притоком р. Труды. В центральной части области расположены возвышенные холмы, представляющие собой водораздел рек Оки и Зуши, который в своей южной части в районе г. Малоархангельска соединяется с водоразделами Оки и Сосны, Оки и Десны. Второй водораздел между бассейнами рек Оки и Десны располагается в юго-западной части. Водный фонд области насчитывает свыше 2100 водотоков общей протяженностью 9154 км, в т.ч. около 180 водотоков длиной 10 или более километров и с общей протяженностью свыше 4000 км. Практически весь поверхностный сток с территории области уходит за её пределы. Имеющиеся на территории области пруды, водохранилища, озёра и болота, в основном, работают по принципу многолетнего пассивного регулирования стока, аккумулируя до 91,4 млн. м3 поверхностной влаги, что соответствует 2,6% общего стока среднего по водности года и всего около 4,0% от общего стока за год с минимальной водностью 95% обеспеченности. Крупные реки Орловской области - Ока и Зуша используются для получения электроэнергии. На р. Оке работает гидроэлектростанция Шаховская, на реке Зуша - Новосильская и Лыковская.

Общая площадь земель лесного фонда, всего, тыс. га - 194,2; лесистость, % - 7,8; общий запас древесины на корню, млн. куб.м - 29,3. Преобладающие породы: дуб высокоствольный и низкоствольный (41% площади покрытых лесной растительностью земель), берёза (22%), осина (18%), сосна (17% ), ель (5%). Остальные породы занимают значительно меньшую площадь. Так, на долю липы приходится 1,4% и ясеня - 1,2%. Возрастная структура лесов неравномерная. Преобладают средневозрастные (64%) древостои, спелые и перестойные занимают 6% площади. На долю лесов I группы, т.е. лесов, выполняющих преимущественно водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические и оздоровительные функции, относятся все леса области. Площадь лесов, где полностью запрещены рубки главного пользования, - 94,4 тыс. га, т.е. около 47% общей площади лесов. На землях лесного фонда расположено 9 лесхозов.

Растения. Современная флора высших растений области насчитывает около 1250 сосудистых споровых и цветковых видов, относящихся к 493 родам и 105 семействам. Многообразие растительности определяется географическим положением области. По территории Хотынецкого и Знаменского районов (северо-запад области) проходит южная граница лесной зоны Европейской части России, где сохраняются южно-таёжные растительные сообщества. Для Должанского, Ливенского, Колпнянского районов (юго-восток области) характерны степные виды растительности. Здесь можно встретить нетронутые участки, представленные северным типом луговых степей. Травяной покров в них отмечается густотой и богатством видового состава, насчитывающим до 30 видов растений на один квадратный метр. Растительность остальной территории характеризуется как лесостепь и отличается наибольшим количеством встречающихся видов растений. Флористические исследования в области наиболее интенсивно проводятся с середины 70-х прошлого столетия по настоящее время. Из выявленных видов сосудистых споровых и цветковых растений 70 видов отмечены впервые и 77 видов исключены из флоры области. Это связано с тем, что экологическое состояние природных комплексов области за последние десятки лет очень сильно изменилось в связи с интенсивной хозяйственной деятельностью. Наибольшим количеством родов (56) и видов (146) представлено семейство сложноцветных. На втором месте - злаки (49 родов, 106 видов), на третьем месте - розоцветные (23 род, 69 видов). Богаты видами также семейства крестоцветные (30 родов, 58 видов), бобовые (19 родов, 57 видов), гвоздичные (21 род, 53 вида), губоцветные (24 род, 52 вида). Животные. Объектами любительской охоты в области являются 19 видов млекопитающих и более 20 видов птиц. Из птиц к объектам охоты относятся: гуси, казарки, утки, глухарь, тетерев, рябчик, куропатка, перепел, лысуха, кулики. Из млекопитающих: заяц-русак (основной объект спортивной охоты в области). Численность зайца-русака подвержена резким колебаниям по годам. Большое число зайцев, особенно зайчат, гибнет во время сельскохозяйственных работ (химической обработки посевов, уборки хлебов, весеннего боронования). В целях усиления орловской популяции зайца-русака из Ростовской области была завезена партия русаков в количестве 150 особей и выпущена в Урицком районе. Заяц-беляк обитает в лесах. В связи с невысокой численностью из Новосибирской области было доставлено 55 зайцев-беляков, которых выпустили в Дмитровском районе, где они хорошо прижились. Волк - объект спортивно-охотничьего промысла. В последнее время в печати публикуются данные о появлении волчье-собачьих гибридов в Воронежской области. Не исключено появление таких гибридов и в Орловской области. Лисица - ценный объект спортивно-охотничьего промысла. Численность лисицы в области резко снизилась из-за массового отстрела в связи с различными эпизоотиями (бешенство, чума лис, чесотка). Енотовидная собака завезена с Дальнего Востока. Причины резкого снижения численности животного в последние годы неясны. В области встречается каменная куница. Численность выдры незначительна. Наибольшее количество бобровых поселений находится в западных районах области. В Хотынцевском районе, на р. Вытебеть, было выпущено 29 особей (15 самцов и 14 самок), доставленных из Белоруссии. Бобры хорошо прижились и их естественное расселение происходило по западных районам Орловской области на юг, а также на запад в охотничьи угодья Калужской и Брянской областей. Ведется ограниченный лицензионный промысел. Ондатра - крупная американская полевка, впервые акклиматизированная в Хотынецком районе. Хорошо прижилась и распространилась по области. Благородный европейский олень успешно акклиматизируется в области. Производились неоднократные завозы благородного оленя из Воронежского заповедника. В настоящее время обитает в нескольких районах. Более 50 лет тому назад косуля отмечалась в области как "забеглая". В результате природоохранной работы численность косули составила 2400 особей. Численность лося составляет около 500 особей. Ихтиофауна водоёмов области представлена 35 видами рыб, относящимися к 10 семействам, из них 27 видов имеют важное значение для спортивного и любительского рыболовства. Основу ихтиофауны представляет семейство карповых, которое насчитывает 21 вид. Это, в первую очередь, - карп, лещ, голавль, плотва, язь, жерех, щука. Промысел рыбы в реках области отсутствует, но развито спортивное и любительское рыболовство. С 1976 г. в области действует Орловский осетровый рыбоводный завод. Цель его создания - искуственное воспроизводство наиболее ценных видов рыб для зарыбления естественных водоёмов области и, в первую очередь р. Оки. Основной деятельностью завода является получение молодой стерляди. Наибольшее количество видового состава водорослей, обитающих в водоёмах области, относится к типу зелёных, меньшее - к диатомовым, сине-зелёным и разножгутиковым. Довольно обильно заселяют водоёмы сине-зелёные водоросли - анобена, осцилятория, носток, ривулярия, которые, интенсивно размножаясь при благоприятных условиях, затем, отмирая, приводят к загрязнению водоёмов, иногда вызывают мор рыбы.

Климат области умеренно-континентальный. В связи с вытянутостью области в широтном направлении наблюдается постепенное изменение климатических условий с северо-запада на юго-восток в сторону большей континентальности (уменьшаются количество осадков и высота снежного покрова, увеличиваются средняя температура и повторяемость суховеев). Среднегодовая температура воздуха составляет +4°C...+5°C. Температура наиболее тёплого месяца - июля колеблется в пределах +17,9°C...+19,6°C, наиболее холодного месяца - января +9,0°C...+10,5°C. Среднегодовое количество осадков - 560 мм. Однако, ввиду частых колебаний годовых осадков и большого испарения в весенние и летние месяцы, сильной изрезанности территории оврагами и балками и наличия макропористых грунтов наблюдается дефицит влаги. Поэтому область следует отнести к зоне недостаточного увлажнения. В дождливые годы количество осадков иногда доходит до 800 мм, а в засушливые - сокращается до 350 мм. Сильные ливни бывают редко. Высота снежного покрова колеблется в значительных пределах. Максимальной высоты снежный покров достигает во второй половине февраля - первой половине марта. Средняя высота его составляет - 20-25 см. Снеговой покров держится не более 3,5 месяцев. Продолжительность вегетационного периода составляет 175-185 дней - с середины апреля до середины октября. Период активной вегетации растений длится в среднем 135-145 дней - с начала мая до 20-25 сентября. Средняя продолжительность безморозного периода 135-150 дней. Ежегодно летом бывают засухи и суховеи слабой и средней интенсивности.

В области ведётся государственный кадастр особо охраняемых природных территорий (ООПТ) - по единым для Российской Федерации правилам с использованием унифицированных форм хранения информации и соблюдением принципов совместимости и сопоставимости с государственными кадастрами природных ресурсов. Список особо охраняемых природных объектов области насчитывает 156 единиц общей площадью 637365 га. В целом, сформировавшаяся сеть ООПТ области приблизилась к оптимальным параметрам и составляет 22,8% территории. Ею охвачены основные виды биоценозов, а так же отдельные ценные объекты. Национальный парк "Орловское Полесье" расположен в центральной части Среднерусской возвышенности, в бассейне р. Вытебеть. Сохраняются природные комплексы широколиственных лесов с характерной флорой и фауной. В области находится музей-усадьба Тургенева И.С. "Спасское-Лутовиново" - село в Мценском районе, к северу от г. Мценск. С 1988 г. Спасское-Лутовиново - мемориальный и природный музей-заповедник. В Орловской области организованы и функционируют 24 особо охраняемые природные территории регионального значения. Из них: - 1 природный парк в Урицком районе Орловской области; - 12 памятников природы регионального значения; - 1 государственный природный комплексный заказник; - 10 государственных природных биологических заказников