به گفته بهروز برنا، معاون اکتشافات سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی، بیشترین ذخایر معدنی کشور در این استان باذخیره‌ای افزون بر ۸ میلیارد تن است. ذخایر مس بسیار غنی در این استان یافت می‌شود، البته با یادآوری این موضوع که مس سونگون شهرت جهانی دارد. از این‌رو استان آذربایجان‌شرقی از نظر تنوع مواد معدنی شرایط مطلوبی دارد. حتی در زمینه طلا نیز محدوده‌هایی کشف شده که سبب شده این استان نیز به استان‌های طلایی کشور بپیوندد.

این استان افزون بر ذخایر مس و طلا، از ذخایر آلومیت بسیار خوبی برخوردار است. به علاوه اینکه کائولن‌های این استان جزو کائولن‌های درجه یک کشور به‌شمار می‌رود که در منطقه زنوز مرند یافت می‌شود. همچنین مواد معدنی نفلین سینیت برای تولید آلومینا استان آذربایجان‌شرقی جزو نقاط قوت این استان است.

در زمینه سنگ‌نما نیز استان از قابلیت‌های بالایی برخوردار است، چراکه تراورتن‌های آذرشهر شهرت جهانی دارد. درباره ذخایر پلی‌متال استان آذربایجان‌شرقی باید یادآور شد که ذخایری مانند سرب، روی و نقره و دیگر ذخایر فلزی در این استان شکل گرفته است. ذخایر آنتیموان و آرسنیک نیز در اهر و سیه‌رود شکل گرفته است. همچنین ذخایر آهن نیز در استان دیده می‌شود. به‌ویژه یکی از ذخایری که در این استان مطرح شده، در منطقه بایچه‌باغ است که در آن ذخایری از کبالت یافت شده که پیش‌تر از آن، اورانیوم نیز در داخل آن یافت می‌شد. همچنین سرب و روی داخل آن، پلی‌متال بسیار ارزشمندی است که تنها در این منطقه یافت می‌شود.

درباره سنگ‌های قیمتی و نیمه‌قیمتی نیز باید اذعان کرد، قابلیت خوبی در این استان وجود دارد. از این‌رو سازمان زمین‌شناسی هم زون‌های ارسباران و طارم، هم سراب و هشترود را مورد بررسی قرار داده است. ذخایر جدیدی در این منطقه ازجمله مس رسوبی در منطقه هشترود و تسوج - مرند مشخص شده است. با اکتشافات بیشتر، می‌توان ادعا کرد که استان از نظر معدنی در وضعیت مطلوبی قرار دارد.