Одесская область небогата полезными ископаемыми, особенно энергетическими и рудными. Главными минеральными ресурсами являются строительные материалы: пески, глины, известняки. Известны небольшие залежи бурых углей (Болградский район). В Саратском районе обнаружена нефть, что свидетельствует о возможном наличии ее промышленных месторождений. Залежи других полезных ископаемых не разрабатываются.
Минеральные ресурсы К минеральным ресурсам относятся минерализованные подземные воды, лечебные грязи и рапа приморских лиманов. Наибольшей известностью пользуются воды «Куяльник», вода «Одесская» поступает из скважины в санатории им. Горького г.Одесса, вода типа «нарзан» в районе с.Большая Долина Овидиопольского района.
Водоёмы Речная сеть области принадлежит бассейнам Чёрного моря, Днестра и Южного Буга. На территории области насчитывают около 200 рек длиной более 10 км, многие из которых в летний период подвержены пересыханию. Главные реки: Дунай, Днестр, Кодыма и Савранка (приток Южного Буга). Дельта Дуная и плавни Днестра местами заболочены. Крупные реки имеют важное хозяйственное значение для судоходства, орошения и получения гидроэнергии.
Озёра и лиманы В приморской полосе много пресноводных (Кагул, Ялпуг, Катлабух) и солёных (Сасык, Шаганы, Алибей, Бурнас) озёр. Также на побережье находится большое колличество лиманов (крупнейшие Днестровский, Куяльницкий и Хаджибейский) полностью или частично отгороженных от моря песчано-ракушечными пересыпями.
Охраняемые территории В области насчитывается 92 территории и объекта природно-заповедного фонда, 2 памятника природы республиканского значения — Одесские катакомбы и Михайловский яр. В дельте Дуная расположен уникальный биосферный заповедник «Дунайские плавни». На берегу Тилигульского лимана расположен Тилигульский региональный ландшафтный парк.