Район располагает значительными водными, минерально-сырьевыми, земельными, охотничье-промысловыми, рыбными ресурсами, а также древесными и недревесными ресурсами леса. Часть полезных ископаемых разведана и подготовлена к эксплуатации, многие эксплуатируются, но большая часть находится в резерве. Район является наиболее крупным поставщиком подземных вод. В пределах Томского района расположены наиболее продуктивные земли (земельные ресурсы) области, которые интенсивно используются в сельскохозяйственном производстве и имеют высокую потенциальную значимость.
Наиболее распространены серые лесные оподзоленные и подзолистые почвы. Из 1003,885 тыс. га общей площади земель района 486,196 тыс. га составляют земли лесного фонда, 6,957 тыс. га - земли водного фонда, 16,089 тыс. га - земли населенных пунктов, 20,057 тыс. га - земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, и иного специального назначения, 55020 тыс. га - земли запаса.
Оценки основных природных ресурсов Томского района показали, что общая экономическая ценность природного капитала территории района (без учета способности лесов и болот поглощать углерод и рекреационных ресурсов) составляет более 4 млрд. руб. При этом природный капитал территории формируется, главным образом, за счет полезных ископаемых, дикоросов и древесных ресурсов. Существенную роль в природном капитале территории могут иметь ресурсы поверхностных вод. Однако в настоящее время они почти полностью изымаются для нужд города.
В границах Томского района находятся г.Томск и г. Северск с общим населением свыше 600 тыс.человек и большим количеством промышленных предприятий (выбросы вредных веществ в атмосферу поступают от 107 предприятий), что оказывает существенное влияние на окружающую среду и играет ведущую роль в формировании неблагополучной экологической обстановки. На территории района можно выделить 2 относительно благополучные зоны: восточную и южную. Северная часть района подвержена влиянию промышленного узла (СХК, ТНХЗ, Полигон ТБО, Полигон токсичных отходов и т.д.). Обь – Томское междуречье испытывает сильный прессинг со стороны населения областного центра - города Томска. Томский район оказался территорией складирования отходов городов, его земельные и рекреационные ресурсы активно используются горожанами.
В состав района входит территория Обь – Томского междуречья, которая занимает третью часть общей площади Томского района. На территории Обь – Томского междуречья, являющейся областью питания и восполнения эксплуатационных запасов подземных вод, осуществляется хозяйственная деятельность, связанная с широко развитым сельскохозяйственным производством, лесопользованием, транспортными коммуникациями, водохозяйственной деятельностью, наличием садово – огородных участков. Вокруг населенных пунктов расположены неорганизованные свалки бытовых и промышленных отходов, что приводит к загрязнению почв.
Интенсивное использование ресурсов подземных вод Обь – Томского междуречья г. Томском практически не компенсируется, что вызывает недовольство местных жителей. Отсутствие инвестиций со стороны города в охрану санитарно – защитной зоны водозабора в конечном итоге приведет к деградации природной среды, загрязнению подземных вод.