通辽市野生动物繁多，有国家一级保护动物丹顶鹤、白鹳、鸨、梅花鹿、紫貂5种；国家二级保护动物灰鹤、蓑羽鹤、鸳鸯、天鹅、猞猁、马鹿、黄羊等近30种。国家级自然保护区大清沟还有环颈雉、斑翘山鹑、野兔、狐狸、斑鸠。一般经济动物，遍布通辽各地。鸟类有18目，49科，212种。野生植物麻黄、甘草、山杏、沙棘等资源品种独特，质地优良。　　

通辽市地处森林和草原的过渡地带，原始景观为榆树疏林草原，以草原植被为主，森林植被居其次。植被类型主要由干旱草原类型及旱生草本植物构成。天然的乔灌木树种有榆、蒙古栎、黑桦、叶底珠、胡枝子、锦鸡儿、山杏、沙柳等；天然草地植物有112科、446属、1 169种。在1 169种植物中，有饲用价值的578种，主要饲用植物185种，包括羊草、针茅、隐子草、野谷草、碱草、花苜蓿和差巴嘎篙等；山地和沙地适宜杨、柳、榆、樟子松、山杏、锦鸡儿和黄柳等乔灌木生长。　　

通辽市矿产资源丰富，初步探明的矿藏41种，矿床和矿点190多处。通辽煤炭保有量121亿吨；石油远景储量为8亿吨左右；铁、锌、钨、铜等金属矿藏10多处，矿点30多个，为世人瞩目的“801”矿富含铌、钽、铍、锆等稀有金属和重稀土，总储量680万吨；天然硅砂的储量居全国之首，被称为“冶炼之宝”的石墨储量也很可观，功能神奇的中华麦饭石蜚声海内外。　　

通辽市耕地面积91.4万公顷，沙地面积4 086万亩，分别占总土地面积和科尔沁沙地面积的45.4%和52.7%，是科尔沁沙地的主体地区。在沙地面积中，流动沙地面积295万亩，固定、半固定沙地面积3 211万亩，潜在沙漠化土地面积580万亩。通辽草原总面积5 129万亩，可利用面积4 682万亩。其中退化、沙化、盐渍化草原面积4 217万亩，占草原总面积的82%，占草原可利用面积的90%。通辽森林总面积2 051万亩，活立木总蓄积2 602万立方米，森林覆被率23.7%。