湘西州境大部分区域水资源丰富，水质良好，且地表水与地下水相互转化，形成地表地下水综合利用的格局。全州区域内多年平均年径流量为132亿立方米。州境沟壑纵横，落差大，有利于布局骨干水电站，有利于梯级开发，有利于防洪、灌溉、养殖、旅游及改善环境。地表水与地下水相互转化，对水质有很好的净化作用。境内大部分城镇上游河流区域的地表水与地下水，PH值适中，中等矿化离子总数不高，水值可达国家卫生部颁发的水质标准。但随着人类活动的加剧，生态环境日趋恶化，部分区域水质遭受不同程度的污染。境内水能资源十分丰富，干流长大于5公里流域面积在10平方公里以上的河流共368条。主要河流有沅江、酉水、武水、猛洞河、花垣河等。各河流坡降大、落差大，按平均流量估算，理论蕴藏量为179万千瓦。全境可开发总装机容量达137．2万千瓦，已开发总装机容量46.96万千瓦。境内岩溶地下水资源丰富。地下水总量约为27．37亿立方米，约占年总水资源量的20．6％，境内有187条较大的暗河和900多个较大的溶洞这些暗河、溶洞，大多出露于地表或悬挂在陡壁之上，部分埋藏在地下深层，各具不同的开发利用前景。

湘西州境生物资源十分丰富，堪称野生动植物资源天然宝库和具有极高研究价值的基因库。境内野生植物繁多，共有蕨类植物、裸子植物和被子植物等维管植物217科、1039属、3807种。35亚种、315变种、11变型，在湖南植物区系中占有重要地位，属数占全省总属数的72％，种数占全省种数的51％。境内保存着大量古老珍稀植物种属，中国特有的残、遗、单、少种属中，湘西有37属以上，占湖南全省的59％。世界闻名孑遗植物水杉、珙桐、伞花木、伯乐树、双盾木、鹅掌楸、喜树、杜仲、青钱柳、香果树、青檀等湘西都有分布。野生植物中，稀有、特有及国家保护种类多，植物种类属国家级保护植物6种，国家II级护植物29种，濒危植物2种，渐危植物21种，稀有植物16种，是国家保护植物高密度分布区。境内资源植物丰富，药用植物、油脂植物、纤维植物、鞣料植物、淀粉和糖类植物、观赏植物、维生素植物和色素植物等种类繁多。

境内野生动物资源丰富，州境现有陆生脊椎动物237种，隶属21目64科；现有昆虫4175种分属22目177种。湘西野生动物区系组成复杂品种极为丰富，既有华中区固有种，也有华中华南两区共有种；既有西部区的品种，也有东部区品种。湘西州境野生动物中珍稀种类丰富，濒危种类较多。属国家I级保护动物有云豹、金钱豹、林麝、白颈长尾雉、金雕5种；国家II级保护动物有50种；地方重点保护动物89种。这些野牛动物中，有14种属中国列为世界濒危野生动物。1999年考察发现，池鹭、棕背伯劳、画眉、黑斑蛙、虎纹蛙、毛冠鹿、华南兔、中华竹鼠及蛇类等在湘西尚有较大种群数量分布。但随着人口增加、生产活动频繁、森林减少，野生物种类呈下降趋势。

湘西州境矿产资源丰寓，日主要矿种储量大。全州已发现矿产地85处，其中，黑色金属矿产41处，有色金属矿产160处，贵金属矿产10处，能源矿产68处，非金属矿产199处，地热矿泉水6处；已发现矿产地中，大型矿床12处、中型矿床26处、小型矿床73处、矿点374处。全州已发现矿种63(待查)个，其中35个矿种探明一定储量。探明储量在湖南省有一定分量的有锰、汞、铅锌、铝、锌、钒、磷、紫砂、陶土矿、含钾页岩10种。其中锰、汞、铝、紫砂陶土矿居全省之首。锰的探明储量：3106．57万吨，远景储量575.5万吨，居全国第二位，多分布于花垣县境内。花垣民乐锰矿区为中国南方最大的锰矿床，有“东方锰都”之称。