Theo số liệu kiểm kê của Đoàn Điều tra quy hoạch và phát triển nông thôn tỉnh Sơn La, trữ lượng rừng hiện có là 16,5 triệu m³ gỗ và 202,3 triệu cây tre nứa, chủ yếu là rừng tự nhiên. Rừng trồng có trữ lượng gỗ 154 ngàn m³ và 220 ngàn cây tre nứa. Toàn tỉnh còn 651.980 ha đất chưa sử dụng (chiếm 46,4 % tổng diện tích tự nhiên), trong đó đất có khả năng phát triển nông, lâm nghiệp khoảng 500.000 ha (phần lớn dùng cho phát triển lâm nghiệp). Đây cũng là nguồn tài nguyên quý giá, một thế mạnh cho phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh.Khi xây dựng xong thuỷ điện Sơn La, sẽ có một phần rừng và đất rừng bị ngập (khoảng 2.451 ha), trong đó chủ yếu là rừng phòng hộ. Nhiệm vụ quan trọng là phải tận thu gỗ trong lòng hồ nước khi nước ngập và sau đó trồng rừng phòng hộ dọc theo hai bên Sông Đà và toàn lưu vực để bảo vệ nguồn nước cho công trình thuỷ điện quan trọng này. 

Tài nguyên khoáng sản 

Sơn La có nhiều loại khoáng sản khác nhau với gần 150 điểm, song chủ yếu là mỏ nhỏ, phân bố rải rác trên khắp địa bàn tỉnh, trữ lượng không lớn và điều kiện khai thác không thuận lợi.- Than: Có đủ các loại than mỡ, than gầy, than bùn, than nâu. Tổng số trên 10 mỏ và điểm than nhiên liệu với trữ lượng, tiềm năng ước tính trên 40 triệu tấn. Trong đó trữ lượng đã thăm dò trên 3 triệu tấn. Tuy không lớn nhưng trên dưới 50% là than mỡ, có khả năng luyện cốc - loại than mà hiện nay nước ta rất thiếu còn phải nhập khẩu với giá cao (100 USD/ tấn). Các mỏ than tương đối lớn ở Sơn La là mỏ than Suối Bàng - Mộc Châu (trữ lượng vài triệu tấn), mỏ than Quỳnh Nhai (trữ lượng 578 ngàn tấn), mỏ than Hang Mon - Yên Châu (trữ lượng 1 triệu tấn), mỏ than Mường Lựm - Yên Châu (trữ lượng trên 80 ngàn tấn), mỏ than Suối Lúa - Phù Yên… - Nguồn đá vôi và sét: Với trữ lượng khá lớn, phân bố tương đối rộng, đang được khai thác, cho phép phát triển mạnh sản xuất xi măng, gạch ngói phục vụ nhu cầu trong tỉnh và xây dựng công trình thuỷ điện Sơn La. Đáng kể có mỏ sét xi măng Nà Pó trữ lượng 16 triệu tấn, mỏ sét xi măng Chiềng Sinh trữ lượng 760 ngàn tấn.- Niken - Đồng: Có 8 điểm quặng và mỏ: Bản Mòng, Bản Khoa, Bản Phúc, Bản Chang, Vạn Sài, Suối Ba, Suối Đơn và Hua Păng. Song đáng kể là mỏ Bản Phúc huyện Bắc Yên có trữ lượng 984.000 tấn quặng với hàm lượng Niken 3,55%, đồng 1,3%. - Vàng: Có 4 mỏ sa khoáng và 3 điểm vàng gốc tất cả đều thuộc loại mỏ nhỏ, có triển vọng là mỏ vàng sa khoáng Pi Toong huyện Mường La, Mu Lu huyện Mai Sơn. Cần khuyến khích và thu hút đầu tư, tranh thủ công nghệ tiên tiến nhằm khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên này.- Bột tan: Có nhiều điểm mỏ, đáng kể là mỏ tan Tà Phù huyện Mộc Châu có trữ lượng 2,3 vạn tấn, có giá trị xuất khẩu và tiêu dùng trong nước. 

Tài nguyên đất 

Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 1.412.500 ha, trong đó đất đang được sử dụng là 753.520 ha (chiếm 53,3% đất tự nhiên), so với cả nước tỷ lệ này là 97%, vùng Trung Du miền núi phía Bắc Bộ là 56,14%. Diện tích đất đang sử dụng sẽ có thay đổi khi thuỷ điện Sơn La hoàn thành vào năm 2012. Theo tính toán, Sơn La có 3 huyện bị ngập, tổng diện tích bị ngập khoảng 13.730 ha, trong đó có 6.321 ha đất nông nghiệp (bình quân mỗi hộ trong diện bị ngập mất khoảng 0,65 ha đất nông nghiệp, trong đó ruộng nước 0,13 ha), đất rừng 2.451 ha, đất chưa sử dụng 7.214 ha…Như vậy, đến nay đất chưa sử dụng và sông suối trong toàn tỉnh còn rất lớn: 651.980 ha, chiếm 46,1% diện tích tự nhiên, trong đó có 598,434 ha là đất đồi núi không có rừng cần phải được khai thác để trồng rừng và khoanh nuôi, bảo vệ. Dự báo đến năm 2020 số diện tích đất chưa sử dụng chỉ còn 299.000 ha.Là một tỉnh vùng cao, quỹ đất nông nghiệp hạn chế, hiện đang sử dụng bình quân đầu người 0,2 ha, trong đó cho sản xuất lương thực là 0,16 ha, riêng ruộng nước bình quân chỉ có 0,017 ha. Hướng tới cần khai thác hết diện tích đất bằng và một phần đất đồi núi cho sản xuất nông nghiệp, dự tính quỹ đất để phát triển cây công nghiệp dài ngày như cà phê, chè, cây ăn quả vẫn còn 22.600 ha, quỹ đất cho trồng cỏ chăn nuôi đại gia súc trên 3.000 ha.Ngoài ra, quỹ đất có mặt nước để nuôi trồng thuỷ sản của Sơn La là 1.627 ha, chưa kể hồ thuỷ điện Hoà Bình. Nếu công trình thuỷ điện Sơn La hoàn thành sẽ thêm 13.700 ha mặt nước hồ. Khi đó toàn tỉnh sẽ có khoảng 25.000 ha ao, hồ và hồ sông Đà, là tiền đề để Sơn La phát triển mạnh nuôi trồng và khai thác thuỷ sản. 

Tài nguyên nước 

Sơn La là một tỉnh có tiềm năng về tài nguyên nước với 35 suối lớn; 2 sông lớn là sông Đà dài 280 km với 32 phụ lưu và sông Mã dài 90 km với 17 phụ lưu; 7.900 ha mặt nước hồ Hoà Bình và 1.400 ha mặt nước ao hồ. Mật độ sông suối 1,8 Km/km² nhưng phân bố không đều, sông suối có độ dốc lớn, nhiều thác ghềnh do địa hình núi cao, chia cắt sâu. Dòng chảy biến đổi theo mùa, biên độ dao động giữa mùa mưa và mùa khô khá lớn. Mùa lũ thường diễn ra từ tháng 6 đến tháng 10 trong năm nhưng diễn ra sớm hơn ở các nhánh thượng lưu và muộn hơn ở hạ lưu. Có đến 65 - 80% tổng lượng dòng chảy trong năm tập trung trong mùa lũ này. Việc khai thác thế mạnh tài nguyên nước phục vụ cho sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội là cần thiết và cấp bách.  

Tài nguyên động, thực vật

 - Thực vật rừng :  Hệ thực vật ở Sơn La có 161 họ, 645 chi và khoảng 1.187 loài, bao gồm cả thực vật hạt kín và hạt trần, thực vật nhiệt đới, á nhiệt đới và ôn đới. Tiêu biểu có các họ như lan, dẻ, tếch, sa mu, tử vi, dâu... Các họ có nhiều loài như  cúc, cói, đậu, ba mảnh vỏ, long não, hoa môi, ráy, ngũ gia bì, dâu, cà phê, lan, cam, na, bông, vang, dẻ.... Các loài thực vật quý hiếm gồm có pơ mu, thông tre, lát hoa, bách xanh, nghiến, chò chỉ, du sam, thông hai lá, thông ba lá, dâu, dổi, trai, sến, đinh hương, đinh thối, sa nhân, thiên niên kiện, ngũ gia bì, đẳng sâm, hà thủ ô, trai. Những thực vật quý hiếm có nguy cơ bị tuyệt chủng có  pơ mu, thông tre, lát hoa, bách xanh, nghiến, chò chỉ, thông ba lá, dổi, đinh hương, đinh thối, trai.- Động vật rừng :  Đã thống kê được thành phần các loài động vật rừng lưu vực sông Đà, sông Mã, chủ yếu trong các rừng đặc dụng như Xuân Nha, Sốp Cộp, Tà Xùa, Mường Thái, Nậm Giôn như sau: Thú có 101 loài, trong 25 họ, thuộc 8 bộ; Chim có 347 loài, trong 47 họ, thuộc 17 bộ; Bò sát có 64 loài, trong 15 họ thuộc 2 bộ; Lưỡng thê có 28 loài, trong 5 họ, thuộc 1 bộ. Các loài phát triển nhanh như dúi, nhím, don, chim, rắn. Những loài động vật quý hiếm  được ghi trong sách đỏ như: Voi, bò tót, vượn đen, voọc xám, voọc má trắng, voọc quần đùi, hổ, báo, gấu, cầy vằn, chó sói, sóc bay, cu li, chồn mực, dúi nâu, lợn rừng, vượn, gấu, rái cá, sơn dương, khỉ, niệc nâu, niệc mỏ vàng, công, gà lôi tía, gà tiền, tê tê, hồng hoàng, trăn, kỳ đà, rắn hổ mang, rắn cạp nong, rùa các loại.