- Tài nguyên đất: Thanh Hóa có diện tích tự nhiên 1.112.033 ha, gồm 10 nhóm đất chính với 28 loại đất khác nhau. Theo số liệu thống kê năm 2007, diện tích đất đã sử dụng của Thanh Hóa là 958.513 ha, chiếm 86,19% diện tích tự nhiên, trong đó đất đã sử dụng vào sản xuất nông nghiệp là 245.367 ha; đất sản xuất lâm nghiệp 553.999 ha; đất nuôi trồng thủy sản 10.157 ha; đất chưa sử dụng 153.520 ha, chiếm 13,81% tổng diện tích đất tự nhiên, với các nhóm đất thích hợp cho phát triển cây lương thực, cây lâm nghiệp, cây công nghiệp và cây ăn quả. Hiện nay, đất nông nghiệp chưa sử dụng còn nhiều. Đây là tiềm năng để phát triển sản xuất nông nghiệp trên cơ sở cải tạo đất và giống để tăng năng suất cây trồng. Khai thác triệt để nguồn tài nguyên này là điều kiện quan trọng để Thanh Hóa phát huy được thế mạnh nông nghiệp, qua đó góp phần tích cực vào phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn.
- Tài nguyên rừng: Thanh Hóa là một trong những tỉnh có tài nguyên rừng lớn với diện tích đất có rừng 484.246 ha, trữ lượng khoảng 16,64 triệu m3 gỗ, hàng năm có thể khai thác 50.000 - 60.000 m3. Rừng Thanh Hóa có nhiều loại gỗ quý hiếm như lát, sa mu, lim xanh, táu, sến, vàng tâm, dổi, de, chò chỉ... Diện tích luồng, tre, nứa lớn nhất trong cả nước với diện tích trên 50.000 ha, trữ lượng trên 1 tỷ cây, riêng luồng là 60 triệu cây.
- Tài nguyên biển: Thanh Hóa có 102 km bờ biển hình cánh cung, chạy dài từ cửa Đáy (tỉnh Ninh Bình) đến Đông Hồi (huyện Tỉnh Gia) và vùng lãnh hải rộng lớn diện tích 1,7 vạn km2, có trữ lượng khoảng 100.000 - 120.000 tấn hải sản, với nhiều loại hải sản có giá trị kinh tế cao. Dọc bờ biển có 7 cửa lạch lớn nhỏ, trong đó có 5 cửa lạch chính là: lạch Sung, lạch Trường, lạch Bạng, lạch Hới và lạch Ghép, tạo điều kiện thuận lợi cho giao thông thủy, cho tàu thuyền đánh cá ra vào, là bến đậu, là nơi tụ điểm giao lưu kinh
tế, đã và đang trở thành những cụm điểm, những trung tâm nghề cá của tỉnh. ở vùng cửa lạch là những bãi bồi bùn cát rộng hàng ngàn ha để nuôi trồng hải sản, trồng cói, trồng cây chắn sóng và sản xuất muối. Diện tích nước mặn ở vùng biển đảo Mê, Biện Sơn có thể nuôi cá song, trai ngọc, tôm hùm và hàng chục ngàn ha nước mặn ven bờ để nuôi nhuyễn thể vỏ cứng (ngao, sò…).
Đây là sự ưu đãi lớn của tạo hóa giành cho Thanh Hóa, cần phát huy triệt để thế mạnh tự nhiên để phát triển kinh tế.
- Tài nguyên nước ngọt: Thanh Hóa có nguồn tài nguyên nước phong phú. Nguồn nước mặt do bốn hệ thống sông chính (sông Mã, sông Bạng, sông Yên, sông Hoạt) tạo ra với tổng diện tích lưu vực là 39.756 km2, tổng lượng nước trung bình hàng năm 19,52 tỉ m3. Nước ngầm ở Thanh Hóa cũng rất phong phú về trữ lượng và chủng loại bởi có đầy đủ các loại đá trầm tích, biến chất, mac ma và phun trào. Trữ lượng nước ngầm cấp khoảng 400.000m3/ ngày. Nhìn chung, nguồn nước ngọt ở tỉnh Thanh Hóa dồi dào, cả tiềm năng nước mặt và nước ngầm, có thể đáp ứng được nhu cầu phát triển công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và đời sống nhân dân.
- Tài nguyên khoáng sản: Thanh Hóa là một trong số ít các tỉnh ở Việt Nam có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú và đa dạng, nhiều loại có trữ lượng lớn, chất lượng tốt như đá vôi làm xi măng (trên 370 triệu tấn), sét làm xi măng (85 triệu tấn), crôm (khoảng 21 triệu tấn), quặng sắt (2 triệu tấn), secpentin (15 triệu tấn), đôlômit (4,7 triệu tấn)… Nguồn tài nguyên tự nhiên này là điều kiện rất tốt tạo nên sức hấp dẫn thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước để phát triển kinh tế.