巴州自然资源呈现多样性，动植物资源丰富。巴州分布的名贵野生动物有野骆驼、大天鹅、普氏原羚、塔里木兔、马鹿、罗布泊盘羊、白尾地鸦、新疆大头鱼等；经济价值较高的野生植物有罗布麻、芦苇、甘草、紫草、羌活、麻黄、香蒲等。矿产资源丰富， 拥有全国三大气田之一的塔里木天然气田。石油、天然气、钾盐矿、钨锡矿、铜矿、铅锌矿、铁矿、菱镁矿、蛭石、石棉、红柱石、花岗岩、玉石等是巴州优势矿产。