Adıyaman ilinin doğal kaynaklarına bakıldığı zaman ciddi anlamda bir potansiyelden bahsetmek mümkündür. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü’nün Adıyaman ve yakın çevresinde yaptığı çalışmalar sonucunda endüstriyel hammadde, metalik maden yatağı ve rezervleri büyük ölçüde ortaya çıkarılmıştır. Metalik madenlerden bakır, krom ve manganez sahalarının tespit edildiği Adıyaman’da, fosfat içeren demir rezervleri de bulunmaktadır. İlde endüstriyel hammadde kaynaği olarak çimento hammaddeleri, barit, tuğla ve kiremit yatakları bulunmaktadır. Merkez ilçe özellikle çimento hammaddeleri bakımından önemli bir rezerve sahip olmakla birlikte kireçtaşı, marn, kil rezervi ve jeolojik tuğla-kiremit rezervleri de mevcuttur. Fosfat rezervine Tut ilçesinde, linyit rezervine ise Gölbaşı ilçesinde rastlanmaktadır.
Adıyaman ilinin önemli bir diğer yeraltı kaynağı ise petroldür. İlde 209 adet petrol kuyusu bulunmakta olup, günlük 8.713 varil üretim kapasitesine sahiptir. Bu üretim kapasitesi, Türkiye’deki ham petrol üretiminin yaklaşık % 20‘sine karşılık gelmektedir.
2006 yılında ilde bulunan Mermer rezervlerinin işlenmeye başlanması, bölgesel ve ulusal katma değerin artılmasına katkı sağlamıştır.Türkiye’deki toplam mermer rezervinin %15’ine (yaklaşık 2 milyar ton) sahip olan Adıyaman üretimini yaptığı mermerin %90’a yakınını Çin, Hindistan ve Tayland’a ihraç etmektedir. İlde üretimi yapılan mermer ticari olarak “Light ve Dark Emperador” olarak isimlendirilmektedir.İldeki mermer ticareti genellikle ham blok halinde gerçekleşmektedir. İlde Mermer İhtisas OSB kurulum çalışmaları devam etmektedir.
Adıyaman ili yıllık ortalama güneş ışınımı ve güneşlenme süresi incelendiğinde sırasıyla 4,37. Kwh/m² ve 8,11 saat gibi değerlere sahiptir. Türkiye ortalaması ise 4,17 Kwh/m2 ve 7,5 saat’tir. İlin güneş enerjisi potansiyeli Türkiye ortalamasının üzerindedir. İlde güneşlenme radyasyonun en çok olduğu ay haziran ayıdır.
Adıyaman’da kuzey, kuzeydoğu ve kuzeybatı yönündeki rüzgârlar hâkimdir. Yıllık ortalama rüzgâr hızı 2,4 m/sn’ dir. Türkiye rüzgâr ortalama hızı ise 2,0 m/sn’dir. Rüzgâr hızı bakımından Adıyaman, Türkiye ortalamasının üstündedir.
Adıyaman biyokütle enerji kaynağını kullanmamasına rağmen, özelikle hayvancılık faaliyetleri nedeniyle biyogaz üretim potansiyeli yüksek olan bir ildir. Bu kapsamda Adıyaman ilinin biyogaz yatırımları için elverişli bir ortama sahip olduğunu söylemek yerinde olacaktır. Hayvansal atıkların biyogaz tesisi ile enerjiye dönüştürülmesi ve ekonomik bir değer yaratılması Adıyaman ili ve Türkiye ekonomisi için son derece önemlidir.