娄底市区域内的地层发育齐全，出露完整，从元古界到新生界均有展布。地质构造西北向是弧状的褶皱及冲断层等压性结构面，以及与之伴生的张性断裂和扭性断裂；东西向是隆起和凹陷明显，弧状褶皱横跨其上，概言之是褶皱构造和断裂构造交错存在。复杂多变的地质构造，造成岩浆活动频繁多样，带来了丰富的成矿物质，加上区域变质的作用，加速了成矿物质的贮存和富集。

因而，大自然赐予的这块宝地，矿产资源非常丰富，且矿种齐全。境内已发现47个矿种，其中探明储量的有25种，占全省探明储量矿种的30％，是湖南矿种较齐全的地区之一。已探明储量的矿产地58处，其中大中型矿床36个，以煤炭、建材、有色金属为主。保有储量占全国、全世界第一位的有锑，占全省第一位的有煤、白云石、石灰岩和大理石，占全省第二位的有石墨等，占第三位的有石膏和黄铁矿，其它如金、铅、锌、锰、钨等矿种的探明储量也在全省占有重要地位。钒、硅石等矿种，虽然尚未探明储量，但潜在远景较大，有望成为未来的优势矿种。煤炭：娄底市内煤矿资源丰富，品种齐全，有无烟煤、贫煤、瘦煤、肥煤、焦煤等，且品质好，发热量一般都在4000─5000大卡。娄底不仅是湖南的重要产煤区，在江南地区也是主要煤炭基地之一。煤炭探明储量11亿吨，以烟煤和无烟煤为主，局部见有石煤。主要分布在冷水江市、涟源市、娄星区以及双峰西北部和新化东部。铁：市内共有铁矿点58处，其中中型矿床2处， 分沉积型、风化型和热液型3种类型。探明储量4307.6万吨，保有储量2946.5万吨，主要分布于涟源田湖，新化洪水坪、圳上，双峰钟岭、测水，冷水江锡矿山、潘桥等地。石灰石：分布极广，几乎随处可见。不仅储量大，而且质量好、品种齐，为全国少有。锑：境内共有锑矿点25处，其中大型矿床2处， 中型矿床2处，均集中在冷水江锡矿山。娄底境内锰矿、 铁锰矿、钒矿、石膏矿等金属和非金属矿的储量也很丰富。特别引人注目的是2001年5月， 中南石油局勘探开采的“冷水江一井”绽开了我省第一束石油天然气火苗，标志着冷水江市的石油天然气试开采已获圆满成功，结束我省无油气历史，为湘中能源开发又添上了新的一笔。娄底矿产配套较好，空间公布较明显，有利于统一规划和综合开发利用，为娄底成为全省的能源原材料开发区奠定了基础。