沛縣自然資源豐富，其中，農業、動物、植物、礦產資源優勢尤其明顯。

水資源

沛縣境內河網密布，有9條骨干河流，屬淮河流域泗水水系中的南四湖水系。因受地形制約，河流多自西南流向東北入湖。東、西走向的主要河道有楊屯河、沿河、鹿口河等，南、北流向的主要河道有大沙河、姚樓河、龍口河、徐沛河、蘇北堤河、順堤河等。其中直接經過城區的河流為徐沛河、沿河；姚樓河、大沙河、楊屯河、沿河、鹿口河為主要行洪干道，由西南向東北呈扇形分散流入昭陽湖和微山湖。京杭運河、順堤河、蘇北堤河、徐沛運河、龍口河5條調度河則貫穿南北，構成河網。另有東西向大溝54條組成排水引水系統，從而構成沛縣排、引、蓄、灌、調的梯級河網。地下水儲量約22．19億立方米。

農業資源

沛縣是國家重要的糧棉油、林果、蔬菜等農副產品生產基地，盛產小麥、玉米、大豆、棉花和山芋。全縣60．1萬畝小麥單產448公斤，較2015年增30公斤，總產2．69億公斤，增0．18億公斤。秋糧單產、總產實現雙增，平均單產533公斤，總產4億公斤，分別較2015年增7．69公斤、0．05億公斤。全年糧食面積穩定在137萬畝，平均單產491公斤，總產6．7億公斤。水稻旱育稀植、水稻拋秧、機插秧、小麥優質專用調優栽培等主推技術推廣應用率達90％以上。2016年全縣新增設施農業3萬畝，高效設施農業占比達到30％以上。果品面積8萬畝，其中設施果品1萬畝，水產面積4．18萬畝。肉鴨孵化、養殖、加工均超億羽。全縣生豬飼養量達116萬頭，出欄量79萬頭，完成省級生態健康養殖示范基地5家，累計達到40家。蔬菜播種面積45．5萬畝，總產量達到118．5萬噸，平均畝效益超5000元，其中，超2萬元設施農業近20萬畝。

林業資源

沛縣林地面積40萬畝，活立木蓄積量160萬立方米

動植物資源

由于沛縣東靠微山湖，有大面積生態濕地，生物資源豐富，是中國候鳥南來北往的中轉站，是鳥類暫時停留和補充營養的重要場所。現有野生脊椎動物300種，其中鳥類210種，有國家一級保護的野生動物白鶴、白鸛、大鴇、中華秋沙鴨等；二級保護野生動物大天鵝、灰鶴等，江蘇省重點保護野生動物刺猬、鸛、雁類、杜鵑、啄木鳥等。境內植物資源有132科，323屬610種，其中木本植物有80科，l73屬240種；藥用植物有105科413種。

礦產資源

境內煤炭資源豐富，是中國低灰分、低硫、低磷、高發熱量的煤炭產地，已探明儲量為23．7億噸。境內煤田多集中在北部，分布在龍固、楊屯、大屯、安國、朱寨、城鎮6個鄉鎮，煤田面積160平方公里，煤田具有煤層多、煤層厚、儲量大、煤質好、分布穩定而有規律等優點。沛縣已成為國內重要的煤炭基地，發電裝機容量60萬千瓦時，年產優質原煤1200萬噸。

沛縣已形成鋁、鹽、煤、電、農產品加工五大支柱產業。以沛縣為半徑50公里內，分布著豐富的鹽鹵、石灰石、白云巖、高嶺土、石膏、鉀長石、石英砂等礦藏。