Поволжье расположено в нескольких природных зонах. Северная часть в зоне хвойных и смешанных лесов и подзолистых почв.
Правобережье Волги, вплоть до г. Вольска (Саратовской области), занято лесостепью
На левом берегу лесостепь уже к югу от Самарской Луки переходит в степь. На левом берегу лесостепь уже к югу от Самарской Луки переходит в степь.
Район богат полезными ископаемыми. Добывают нефть, газ, серу, поваренную соль, сырье для производства строительных материалов. Вплоть до открытия нефтяных месторождений в Западной Сибири, Поволжью принадлежало первое место по запасам и добыче нефти в стране. В настоящее время район занимает второе место по добыче этого вида сырья после Западно-Сибирского. Основные ресурсы нефти находятся в Татарстане и Самарской области, а газа в Саратовской, Волгоградской и Астраханской областях.