Kəlbəcər rayonu ərazisində sənaye əhəmiyyətli ehtiyatları 112,5 ton olan və istismar olunan Söyüdlü (Zod) və ehtiyatları 13 tondan çox olan Ağduzdağ və Tutxun qızıl yataqları; sənaye əhəmiyyətli ümumi ehtiyatları 850 ton olan 3 Ağyataq, Levçay, Çorbulaq və ehtiyatları 200 tondan çox olan Qamışlı və Ağqaya civə yataqları; ehtiyatları 10941 min m3 olan və mişar daşı istehsalına yararlı Kilsəli tuf yatağı; ehtiyatları 1312 min m3 olan və kərpic istehsalına yararlı Keşdək gil yatağı; ehtiyatları 4473 min m3 olan və yüngül beton doldurucusu kimi istifadə olunan Keçəldağ perlit yatağı; ümumi ehtiyatları 2,2 mln. m3 olan 2 üzlük daşı yatağı, ehtiyatları 2540 min m3 olan Çəpli qum-çınqıl qarışığı yatağı; gözəl dekorativliyə malik 4 mərmər oniksi (ehtiyatları 1756 ton), nefroid (ehtiyatları 801 ton) yatağı; ehtiyatları 2337 ton olan 1 obsidian (dəvə gözü) yatağı, ehtiyatları 1067 min m3 olan 1 listvenit yatağı qalmışdır.

Kəlbəcərə dünya şöhrəti qazandırmış Yuxarı İstisu, Aşağı İstisu, Keşdək, Qarasu, Tutxun, Mozçay, Qoturlusu kimi çox böyük müalicə-balneoloji təsirə malik mineral su yataqları da (ümumi istismar ehtiyatları 3093 m3/gün) işğal ərazisində yerləşir.

Murovdağ, Şahdağ, Vardenis, Mıxtökən, Qarabağ silsiləsinin və Qarabağ yaylasının bir hissəsinin əhatəsində yerləşən Kəlbəcər şəhərinin ən yüksək zirvələri Gamış dağı (3724 m) və Dəlidağdır (3616 m). Ərazidə Yura, Təbaşir, Paleogen, Neogen və Antropogenin çökmə, vulkanogen-çökmə və vulkanik süxurları yayılmışdır. Ən böyük çayı Tərtər (yuxarı axını) və onun qolları Lev çayı, Tutqunçay və başqalarıdır.

Hazırda işğal altında olan Sərsəng su anbarı da 1976-cı ildə Tərtər çayı üzərində inşa edilmişdir. Onun ümumi su tutumu 560 milyon m3, bəndinin hündürlüyü 125 metrdir. Tərtər çayının yığıldığı bu nəhəng su anbarının sağ və sol sahilindən çıxan magistral kanallar vasitəsilə Tərtər, Bərdə, Yevlax, Ağcabədi, Ağdam və Goranboy rayonlarının ümumilikdə 79000 hektar əkin sahəsi suvarılırdı. Sərsəng su anbarı işğal altında olandan bəri ermənilər illik su sərfinin 85-90 faizini qəsdən, su lazım olmayan vaxtlarda, xüsusilə qış aylarında buraxırlar. Lazım olan vaxtlarda isə illik su normasının 10-15 faizini buraxırlar ki, bu da suyun səviyyəsinin aşağı düşməsinə və suvarmanın qeyri-mümkünlüyünə səbəb olur. Əkin sahələrinə xeyli ziyan dəyir, yaşıllıqlar susuzluqdan quruyaraq məhv olur, ciddi ekoloji gərginlik yaranır. Qəza vəziyyətində olan su anbarından aşağıda yaşayan 400 min nəfər əhali isə daim təhlükə altındadır.

Kəlbəcər rayonunun Ala göllər, Zalxa gölü və s. kimi saf sulu gölləri var. Əsasən çimli dağ-çəmən və qonur dağ-meşə torpaqlarına malikdir.
1988-ci ildə aparılmış son meşə quruluşu işlərinə əsasən Kəlbəcər meşə təsərrüfatının ərazisi 32774 hektar təşkil edirdi. Bundan əlavə rayonda 8676 hektara yaxın kolxoz və sovxoz meşələri, qiymətli balıq növləri olan çayların ətrafında yerləşmiş 13471 hektar qoruq meşələri, 15531 hektar ətraf mühitin mühafizəsi əhəmiyyətli meşələr, 274 hektar yaşıllıqlar, 80 hektar meşə-park zonası var idi.

Meşələrdə bitən ağac və kolların bir neçəsi Azərbaycan Respublikasının “Qırmızı kitab”ına daxil edilmişdir. Kəlbəcər rayonunda dəniz səviyyəsindən 1500-2100 metr hündürlükdə bitən Ayıfındığı və ya ağacvarı fındıq bunlardan biridir. Bəzi Ayıfındığı ağacının hündürlüyü 25 metrə, diametri 48-120 santimetrə çatırdı. Bu ağacın oduncağı qiymətli mebel materialı kimi ermənilər tərəfindən qırılaraq Ermənistana aparılır.

Kəlbəcər rayonu ərazisində 4 mindən artıq müxtəlif növ bitkilərdən 200-ə qədəri dərman bitkiləridir.
Rayonun mərkəzi və şimal hissəsində enliyarpaqlı meşələr (palıd, fıstıq, vələs), meşə-çöl bitkiləri, yüksək və qismən orta dağlıqda alp və subalp çəmənlikləri geniş yer tutur. Dağ keçisi, qonur ayı, çöl donuzu, daşlıq dələsi, ular, qartal və s. bu yerlər üçün xarakterik fauna növləridir.