北海市区地表水系不发育，溪流短小且多具季节性。最大河流三合口江，从北向南流经牛尾岭至大冠沙入海，三合口江上游建有牛尾岭水库，有效库容万立方米。
海市地下水资源较为丰富，是近期城市供水的唯一淡水水源。其类型主要是松散岩类孔隙水，其次是孔洞裂隙水。
北海市境内陆地植物有多种，其中用材植物50多种，经济作物种。珍稀树种格木，为国家二级保护植物，零星分布于营盘及合浦县的山口、沙田、乌家等地。
北海市境内哺乳类动物有野猪、穿山甲、狐狸、黄獠、果子狸、獾、貉、山狗、松鼠等，主要分布于市辖县境北部丘陵山林地区，数量很少，臊鼠、田鼠等鼠类则广为分布。
北海市境内有非金属矿14种。非金属矿品种多，具有开发价值的矿点59处，高岭土、粘土、石英砂等建筑、工业用矿资源丰富，开采容易，海域内有丰富的石油、天然气储藏。
金属矿有钛铁矿、高岭土、石英砂等，其中铁、钛矿已列入国家重点勘探项目。
北部湾是中国六大油气盆地之一，已探明石油储量万吨，天然气储量亿立方米。石英砂矿已探明储量万吨，石膏矿已探明储量2.71亿吨，陶土已探明储量1.89亿吨，钛铁矿已探明储量万吨。
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