В пределах Сахалина выделяются крупные поднятия, разделённые прогибами, межгорными депрессиями и впадинами.
Сахалинская область располагает значительными и разнообразными минеральными ресурсами: нефтью и газом, каменным и бурым углём, чёрными, цветными, редкими и благородными металлами, горно-химическим и агрохимическим сырьём, сырьём для цементной промышленности и др. полезными ископаемыми, а также биологическими ресурсами суши и окружающих морей.
Наибольшую ценность имеют углеводородные ресурсы Сахалина и прилегающего шельфа, где расположена основная часть балансовых и прогнозных запасов нефти и газа. Всего разведано 112 месторождений, из них 17 на шельфе. Имеется свыше 20 перспективных нефтегазоносных месторождений, разрабатывается около 30 месторождений. Основные перспективы добычи нефти и газа связывают с сахалинским шельфом. Разведанные запасы нефти и газа на шельфе превышают запасы на суше в десятки раз и составляют св. 1 млрд т нефти и 3,6 трлн м3 газа.
Около 8% площади Сахалина занимают угленосные отложения. Известно св. 60 месторождений угля и перспективных угленосных площадей. Запасы высококачественного угля в них оцениваются в 20 млрд т (из них бурого угля — 40%, каменного угля — 60%), в т. ч. коксующегося -1,9 млрд т. Для открытой разработки пригодно около 8% общих запасов углей. Особенно велики прогнозные ресурсы углей на Солнцевском месторождении (2,4 млрд т), в большинстве случаев возможна их открытая разработка.
В области известно 200 месторождений торфа с суммарными запасами св. 1,1 млрд т. На территории Сахалинской области установлены многочисленные проявления чёрных, благородных и цветных металлов. Выявлены запасы золота.
На Курильских о-вах известны проявления полиметаллических руд с примесями редких металлов. Имеется около 50 проявлений самородной серы с содержанием её в рудах до 50−60%. Запасы составляют 117,7 млн т. Основные объёмы сосредоточены на о. Итуруп, где расположено подготовленное к освоению месторождение «Новое» с запасами 5,1 млн т.
На п-ове Шмидта выявлены запасы фосфатосодержащих пород. Территория Сахалинской области богата строительными материалами, известен ряд месторождений и проявлений ювелирно-поделочных камней, обладающих высокой художественной ценностью.
На территории Сахалинской области выявлены разнообразные типы минеральных вод. Насчитывается свыше 25 групп минеральных источников. Перспективны минеральные и термальные воды Курильских о-вов. Их запасы достаточны для полного обеспечения островов электрической и тепловой энергией.
