大同市矿产资源丰富，以煤炭为主的矿产资源采掘业是全市的支柱产业。截至2020年底，全市发现能源、金属、非金属、水汽4大类矿产91种，其中查明资源储量并编入《山西省矿产资源储量简表》的矿产有30种，分别是煤、铁、锰、铜、铅、锌、镁、钼、金、银、硫铁矿、普通萤石、冶金用白云岩、耐火黏土、磷、长石、陶瓷土、水泥用灰岩、水泥配料用砂岩、砖瓦用黏土、水泥配料用黏土、膨润土、建筑用玄武岩、饰面用辉绿岩、饰面用花岗岩、饰面用大理岩、珍珠岩、石墨、沸石、石棉。2020年，大同市有各类矿山234座。其中，煤矿58座（其中大型煤矿21座，中型煤矿37座），黑色金属矿山40座，有色金属矿山6座，饰面用辉绿岩矿山25座，石灰岩矿山26座，砖瓦黏土砂矿山36座，其他矿山43座。