在哈萨克斯坦境内的阿尔泰山地区的马列夫斯基铅锌银矿、杰克马里铅锌矿、格列霍夫铅锌矿、列宁诺戈尔斯克多金属矿、曼卡金矿、季申斯克锌铜矿、因斯克铁矿、卡尔古塔铁矿、马尔卡科铁矿等都是大型矿山，其中1988年发现的位于济良诺夫斯克（Zyryanovsk）东北20公里的马列夫斯基（Maleevsky）铅锌银矿是哈萨克斯坦的主要银矿之一；位于列宁诺戈尔斯克（Leninogorsk）的多金属矿，铅锌储量达380万吨，另含金、银、铜等；位于马尔卡科尔湖（Lake Markakol）南岸18公里的曼卡（Manka）岩金矿是哈萨克斯坦在阿尔泰山最大的金矿，该矿于1929年开产，1955年闭矿，共开产了60吨黄金，黄金品位20克/吨。另外，在哈萨克斯坦境内的阿尔泰山西麓的舍莫奈哈（Shemonaikha）地区发现了多个铜锌矿，如Nikolayevsky铜锌矿、Kamyshinka铜锌矿、Kamenevka铜锌矿等，这几个铜锌矿都含金、银。
阿尔泰山的稀有金属主要是铀、铍、钽、铌、铋、铯、锗、镧、铱、锂等，稀有金属矿带长320公里，宽30-40公里，后世着名的“可可托海三号坑”就位于阿尔泰山，发现的矿物达86种，稀有金属占到矿山储量的九成以上，是中国最大的铍矿，铯、锂、钽资源量分别居全国第五、第六、第九位，曾被共和国列为最高机密之地。1999年，因锂资源枯竭，可可托海实行政策性闭坑，形成了坑底长25米、宽24米、深140米的巨型矿坑。由于“三号坑”还有2500万吨铍矿石，2006年进行复采，2012年建成“稀有金属国家矿山公园”。2019年，在可可托海三号坑的北面又发现了别也萨玛斯稀有金属矿。可可托海盆地已探明的铀储量50吨，锂矿石量139万吨，另有石墨矿、锆英石、方解石。
阿尔泰山还盛产宝石，主要是绿柱石（祖母绿、海蓝宝石）、锂辉石、紫水晶、芙蓉石、石榴石、碧玺等。
在燕然山（今称杭爱山）、唐努山、阿尔泰山（含戈壁阿尔泰山）所围成的盆地就是大湖盆地，盆地面积约10万平方公里，是以沙、卵石构成的波状平原为主，还有海拔1700米左右的中山，以及岩石嶙峋的残丘。盆地内有大大小小的湖泊300多个，因此就把这个盆地命名为“大湖盆地”，主要的湖泊有三个，即乌布苏湖、吉尔吉斯湖、哈尔乌苏湖。乌布苏湖的湖面面积约3350平方公里，是咸水湖（盐度为1.88％）；吉尔吉斯湖的湖面面积约1360平方公里，是盐湖（盐度7.5％），是硫酸-碳酸盐湖，开发后，可以提取芒硝、纯碱；哈尔乌苏湖也称“黑水湖”，湖面面积约1852平方公里，是淡水湖。盆地中所有的河流均为内流河，没有一条河流能够流入大海，主要有四大水系，即发源于阿尔泰山的科布多河及发源于燕然山（即杭爱山）的扎布汗河、浑贵河、特斯河。
由于戈壁阿尔泰山相对低矮，很少有海拔4000米以上的山峰，一般海拔2500-3000米，且分为许多短而矮的支系山脉，无力截留水汽形成高山冰川、冰雪，使得大湖盆地内以荒漠草原为主，优良的草场大多位于湖泊周围及山谷的河流两岸。在戈壁阿尔泰山以南便是外阿尔泰戈壁、以东便是蒙古戈壁，与嘎顺戈壁、准噶尔戈壁、阿拉善沙漠共同构成了面积达130万平方公里的戈壁沙漠。
大湖盆地有300多湖泊，除了淡水湖外，很多湖泊是咸水湖、盐湖，因此大湖盆地的主要矿产资源是盐湖。在众多的盐湖中，最大的盐湖是“吉尔吉斯湖”（盐度7.5％），蕴藏着丰富的氯化钠（食盐）、硫酸钠（芒硝）、碳酸钠（纯碱）。大湖盆地中盐度最高的盐湖是“苏登-乌勒盐湖”，它位于乌布苏湖北20公里的唐努山南缘，海拔1809米，湖泊几乎呈圆形，直径约100米，为高山封闭型湖泊。湖泊周围的山脉是岩盐山，牧民开采了这些岩石后，让饲养的牲畜舔舐。尽管湖泊直径只有100米左右，但湖水的盐度在30％以上，湖水及周围的岩盐山中蕴藏的氯化钠储量达7322万吨。有了盐，就能在大湖盆地搞化工工业。
由于大湖盆地的牧场大多位于湖泊、山谷河流之中，今后为了开发大湖盆地，将在这些湖泊、山谷河流周围建造一系列城镇。在后世，大湖盆地的城镇也大多建在湖泊、河谷之中，如乌兰固木城、乌列盖城、科布多城、阿尔泰城、乌里雅苏台城等。
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