На территории области расположены крупные месторождения нефти и газа (Тенгиз, Кашаган, Карачаганак). Основную роль играют предприятия нефтедобычи, нефтепереработки (Атырауский НПЗ), транспортировки и экспорта нефти.
Сельское хозяйство развито слабее, в основном представлено животноводством (верблюдоводство, овцеводство) из-за засушливого климата и малоплодородных почв. Рыбное хозяйство сосредоточено в низовьях Урала и на побережье Каспийского моря.