錫盟東西長約700公里,南北寬500公里,總面積20.3萬平方公里。其中,草原面積17.96萬平方公里,占總面積的89.85%;2018年全盟森林覆蓋率7.56%,其中有林地500萬畝,灌木林地1790萬畝,疏林地128萬畝,未成林造林地1370萬畝,苗圃地2萬畝,宜林地2070萬畝。渾善達克沙地位于錫盟中部,屬半固定沙漠,面積
23 564平方公里。地形以高平原為主體,兼有多種地貌單元,地勢南高北低,自西南向東北傾斜。西部和北部地形平坦,東南部多低山丘陵,盆地錯落其間,形成廣闊的高原草場。平均海拔1000米以上,最高峰是位于西烏珠穆沁旗境內的古如格蘇烏拉峰,海拔1957米。
錫盟主要河流有20條,分為三大水系,分別是南部正藍旗、多倫縣境內的灤河水系,中部的呼爾查干淖爾水系,東北部的烏拉蓋水系。烏拉蓋河是錫盟最大河流,全長548公里,發源于東烏珠穆沁旗寶格達山,由東向西注入烏拉蓋湖。錫林河發源于赤峰克什克騰旗,流注入錫林浩特市境內查干淖爾湖。錫盟有大小湖泊470余個,總面積500平方公里。
錫林郭勒草原是內蒙古草原的主要天然草場之一,是華北地區重要的生態屏障,是距首都北京最近的草原牧區,境內有全國唯一被聯合國教科文組織納入國際生物圈監測體系的錫林郭勒國家級草原自然保護區。
錫盟天然草原分為五大類,即草甸草原、典型草原、荒漠草原、沙地植被和其他草場類。草甸草原主要集中分布在錫盟東北部和東部地區,以低山丘陵、高平原與寬谷平原地形為主,是森林向草原的過渡地段,草原面積17.96萬平方公里,優良牧草占草群的50%,是水草豐美的牧場;典型草原主要分布于錫盟中部,是錫林郭勒草原的主體,地形以平原和低山丘陵為主,可利用面積13 400萬畝,占全盟可利用草場的50.6%,地表水比較豐富,牧草質量好,優良牧草占50%~60%;荒漠草原位于錫盟西部,可利用面積4243萬畝,占全盟可利用草場面積的15.9%,植被屬旱生類型,植物群落主要由旱生叢生小禾草組成,并混生小半灌木與蔥屬植物,適宜飼養羊和駱駝;沙地植被主要分布在錫盟的西部和中南部地區,植被是發育在純沙性母質土壤上的植物群落的組合,沙生系列植物為沙地植被的主體,伴有大量榆、柳、樺等灌木、半灌木林,沙地植被可利用面積3591萬畝,占全盟可利用草場面積的13.6%。全盟草食家畜擁有量位居全國地區級首位,是國家重要的畜產品基地。主要畜種中地方優良品種有烏珠穆沁羊、蘇尼特羊、烏珠穆沁白山羊和蘇尼特雙峰駝、烏珠穆沁馬;培育新品種有內蒙古細毛羊、內蒙古絨山羊、草原紅牛、錫林郭勒馬;引進品種有黑白花奶牛、西門塔爾肉牛等。
探明煤炭資源儲量1448億噸,預測煤炭儲量2600億噸,被確定為國家重點建設的煤電基地。預測含煤區60余處,其中5億噸至50億噸以上煤田33處,勝利、白音華、額和寶力格、高力罕、五間房等6處超百億噸。總儲量中,褐煤占99.5%(褐煤儲量位居全國首位),長焰煤3.5億噸占0.3%。部分褐煤中含稀有金屬鍺。
金屬礦30余種,已探明儲量的有鐵、鎢、鋅、銅、鉛、鍺、鉍、錫、鉻、鉬、鎳、金、銀等17種,鉻礦儲量居全國第二位。東烏珠穆沁旗的朝不楞多金屬礦,國際上認定是一種鐵同多種金屬共生礦,被正式命名為“錫林郭勒礦”。鎢、鉍、鉻礦儲量居內蒙古自治區首位。
非金屬礦主要有堿、鹽、云母、螢石、石灰石、花崗巖、瑪瑙、石膏等。查干淖爾堿礦儲量4500萬噸,居全國之首。東烏珠穆沁旗額吉淖爾所產大青鹽,是錫盟特有資源之一,已有近千年開采歷史,現年產鹽10萬余噸。
石油埋藏分布較廣,二連盆地油田穿越錫盟10個旗市,總面積10萬平方公里,探明儲量10億噸。
野生種子植物1200多種,分屬91個科427個屬。其中飼用植物671種,占全盟種子植物的51%,可栽培植物60多種,藥用植物422種,油料植物50余種,樹木18種。可供藥用的野生植物中,產量較高的有黃芪、赤芍、麻黃、桔梗、黃芩、甘草、防風、知母、杏仁等。蒙古黃芪是國際上享有盛譽的著名藥材。盛產蘑菇、黃花、發菜、蕨菜等。野生鳥類160余種,主要有百靈鳥、野雞、沙雞、蒼鷹、白天鵝、大鴇、大雁、黃鴨、喜鵲、斗雞等。獸類100多種,主要有黃羊、狐貍、狼、旱獺、獾子、罕大犴、馬鹿、狍子、猞猁、雪兔、艾虎、野豬等。