Доля ЯНАО в доказанных запасах углеводородов России составляет по газу 70%, по нефти и конденсату - 18%. На территории округа сегодня добывается 85% всего российского газа и 20% мировой добычи природного газа. В Ямало-Ненецком автономном округе открыто 232 месторождения углеводородного сырья, из которых только 63 находится в промышленной разработке, 19 месторождений подготовлены к эксплуатации. Начальные суммарные ресурсы природного газа в ЯНАО оцениваются в 125,3 трлн м3, из которых на сегодняшний день добыто 14 трлн м3. Это немногим более 11% общей оценки ресурсной базы и около 30% запасов газа промышленных категорий, которыми располагает округ.
Сейчас на территории ЯНАО осуществляют производственную деятельность 60 нефтегазовых предприятий, среди которых такие компании, как «Газпром», «Газпром нефть», НК «Роснефть», НК «Лукойл», НОВАТЭК и другие. Всего на право пользования недрами в округе выдано 214 лицензий, 176 из которых - на право добычи углеводородов и геологическое изучение, 38 лицензий на геологическое изучение. Общая площадь лицензионных участков - около 270 тыс. кв. км.
Суммарная протяжённость всех ниток магистральных газопроводов по ЯНАО составляет около 9 тыс. км, пропускная способность - почти 600 млрд м3. В 2009 году в страны ближнего и дальнего зарубежья поставлено около 170 млрд м3.
В связи с освоением полуострова Ямал «Газпром» ведёт строительство газопровода Бованенковское-Ухта-Торжок, общей протяжённостью более 2600 км, из которых 288 км пройдут по территории округа, а 72 км - по дну Байдарацкой губы. С целью транспортировки газа в Китайскую Народную Республику ОАО «Газпром» планирует строительство газопровода «Алтай». Общая протяжённость составит порядка 2666 км, из них 205 км пройдут по территории ЯНАО.
Существующая система нефтепроводов обеспечивает перекачку нефти с месторождений, расположенных на юге ЯНАО. Система берёт начало от головной нефтеперекачивающей станции Пурпе.
В 2009 году компанией «Роснефть» введён в эксплуатацию нефтепровод с Ванкорского месторождения до станции Пурпе, протяжённостью 543 км, из них 350 км расположены на территории ЯНАО. Мощности нефтепровода позволят транспортировать 20-25 млн т нефти в год. Также ведётся строительство нефтепровода Заполярное-Пурпе-Самотлор, которое позволит вовлечь в разработку крупнейшие нефтяные месторождения Ямала (Русское, Заполярное, Восточно- и Западно-Мессояхское и другие).
Полуостров Ямал и прилегающие акватории являются главным газовым резервом России. Здесь открыто 32 месторождения углеводородов, в том числе 26 - на суше, 4 - в акватории Обской губы и 2 месторождения в Карском море. Подготовленные разведанные запасы газа равны 10,7 трлн м3. Более отдалённая перспектива освоения ресурсов связана с акваториями Обской и Тазовской губ и шельфом Карского моря, где только на двух месторождениях - Ленинградском и Русановском - подготовлено около 2 трлн м3 голубого топлива.
Начало освоения ресурсов полуострова Ямала планируется с 2012 года. Первым вводится в разработку Бованенковское месторождение. Динамика развития добычи газа предусматривает выход на проектный уровень - 115 млрд м3/год - к восьмому году разработки месторождения. Дальнейшее наращивание добычи газа осуществляется за счёт ввода в разработку Харасавэйского и Крузенштерского месторождений. Суммарная добыча газа по Бованенковской группе месторождений в целом на этапе постоянной добычи составляет около 220 млрд м3/год, которая может удерживаться в течение восьми лет.
В дальнейшем вводятся в разработку месторождения Тамбейской и Южной групп. С учётом ввода месторождений шельфа Карского моря добыча газа в регионе может достигнуть 360 млрд м3/год.
В соответствии с поручением Правительства РФ планируется строительство завода по производству СПГ на базе Тамбейской группы месторождений.
В 2010-2011 годах компанией НОВАТЭК должен быть выполнен комплекс исследований для выбора района строительства, определения месторасположения основных производственных объектов, моделирование транспортировки СПГ с полуострова. Пуск завода планируется в 2016-2018 годах.
В районе развитой инфраструктуры существенным резервом добычи является Ачимовская толща Уренгойского региона, выявленные запасы которой сопоставимы с крупнейшими месторождениями России. Разведанные запасы углеводородного сырья Ачимовской толщи составляют по газу почти 2 трлн м3, по нефти - 36 млн т, по конденсату - 290 млн тонн.
К 2030 году предусматривается выход на газовые месторождения п-ова Гыданский, изученность которого - не более 30%. При этом начальные суммарные ресурсы газа составляют около 10 трлн м3, а нефти - более 900 млн тонн.
На территории ЯНАО формируются четыре межгосударственных газопроводных проекта: «Северный поток», «Южный поток», система магистрального транспорта газа Бованенково-Ухта-Торжок-Европа, предназначенная для обеспечения транспортировки газа с полуострова Ямал, и система магистрального транспорта газа «Алтай», предназначенная для транспортировки газа в Китайскую Народную Республику.