Округ занимает большую часть территории Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции и он является одним из крупнейших нефтедобывающих регионов мира. Здесь добывается более 55% российской и более 6% общемировой нефти. С начала разработки нефтяных месторождений на территории Округа (1964) накопленная добыча нефти составила более 7 800 млн тонн. Открыто 413 месторождений нефти и газа, из них наиболее крупными считаются: Самотлорское, Фёдоровское, Мамонтовское, Приобское. Наибольший объём извлечённой нефти получен на территории районов - Сургутского, Нижневартовского, Нефтеюганского и Ханты-Мансийского. Среди месторождений природного газа, значительную роль играют месторождения попутного (растворённого) газа нефтяных месторождений. Собственно газовых месторождений, включая и газовые шапки, имеется 50, запасы которых составляют 2% от общероссийских.