乌海市矿产资源丰富，矿种较多，多数质量较好，分布集中，配套性较好。域内拥有煤、铁、铅、锌、铜、镍、金、银、锗、镉、电石灰岩、水泥灰岩、制碱灰岩、熔剂灰岩、耐火粘土、高领土、水泥配料粘土、膨润土、白云岩、辉绿岩、紫砂粘土、砖瓦粘土、矿泉水等37种，矿产地82处，有探明储量的矿产25种。矿产规模达到大型的矿床有8处，中型21处，小型25处。截至2009年，域内已探明的主要矿种的保有储量为：煤炭27亿吨、铁矿757万吨，制镁白云岩514万吨，耐火粘土36 940万吨，软质耐火粘土81万吨，高岭土213万吨，溶剂灰岩35 642万吨，制碱灰岩14 340万吨，电石灰岩2 554万吨，水泥灰岩18 333万吨，含钾而岩2 367万吨，水泥配料及砖瓦粘土7 436万吨，硅质原料矿产1 113万吨，紫砂粘土358万吨，石膏1 304万吨。　　

乌海市境内多山，山地丘陵约占总面积的2/3。东部是桌子山、岗德尔山，西部有五虎山山，均呈南北向带状延伸。中间为宽谷沟地，由桌子山、岗德尔山西麓、五虎山东麓的冲积洪积扇与黄河冲积阶地构成，约占总面积的1/3。黄河纵贯南北。域内土壤有6个土类，11个亚类，22个土属，157个土种。6个土类分别占乌海土地总面积的比例是：灰漠土占21.98%，棕钙土23.34%，栗钙土0.003%，风沙土7.1%，草甸土1.3%，盐土0.01%，除以上六种土壤类型外，其余均为难利用的土地。其中：有平沟床、流动沙丘、裸岩等无法利用的土地1 　164.38公顷　。乌海市植被稀疏。覆盖率小于5—10%面积大，土壤多为沙质或第四纪冲积物，结构松散，在水、风的作用下易造成水土流失。　　

黄河流经市区105千米，平均河宽250～　500米　，水深2.5～　11.6米　，多年平均径流量269亿立方米。黄河水由于受上游融雪、消水、降水及上游水库调节影响，年内水位变化较大，幅度一般为2～　4米　。　　

乌海地下水补给量主要来源地降水入渗，少量凝结水、回灌入渗和黄河测向入渗补给。据内蒙古水文总局初步测算，乌海市地下水资源稳定开采量为11 200万立方米，可利用水量为9 500万立方米，并同黄河形成自然互补系统，为发展工农业生产提供较充足的水资源。　　

乌海市野生植物已查明的有69种、181属、279种。在这些植物中，有药用植物甘草、锁阳、肉苁蓉、苦豆根、麻黄、远志、罗布麻等；有造纸植物松叶猪毛菜、红河、油蒿、籽蒿等；有国家二级濒危珍稀保护植物四合木、半日花、锦刺、沙科青、胡杨等，特别是四合木的科学研究价值无可估量。　　

乌海市天然林资源面积30万亩。主要有四合木、沙冬青、霸王、白刺等天然灌木林。其次，在李华中滩、胡杨岛等黄河夹心滩及黄河沿岸的部分河漫滩上分布的天然河岸林，树种有沙枣、胡杨、河柳、黄白茨灌丛等。西桌子山沟谷徒壁上亦有零量天然散木分布，树种主要有山榆、黑桦、山杏、杜松等。乌海的野生植物大部分植株矮小，但萌生力旺盛，对于防风固沙起着重要作用。