Beaumes-de-Venise offre des traces de l'énorme accumulation de gypse de l'époque du trias, tandis que celui de Mazan se situe à l'aube de l'oligocène et fournit la plus importante réserve de plâtre d'Europe.

Le crétacé est à l'origine des chaux de Robion (calcaires massifs des monts de Vaucluse), mais aussi des sables blancs de Bédoin et des argiles réfractaires de Bollène.
Les carrières de pierre de taille (pierre du Midi) de l'époque burdigalienne, sont nombreuses de part et d'autre du torrent du Cavalon, entre Luberon et plateau de Vaucluse, mais on en exploite aussi au sud du Ventoux et dans la

région de Vaison.
Les graviers des terrasses du Rhône et de la Durance, à l'aube du pléistocène, fournissent des granulats.

L'instabilité du climat, avec ses précipitations orageuses, la violence du mistral, l'aridité de l'été, les crues automnales du Rhône et la sécheresse de l'hiver n'ont pas empêché les agriculteurs de tirer le maximum du sol grâce à l'eau, celle de la Sorgue née de la fontaine de Vaucluse, mais aussi des canaux médiévaux de Saint-Julien et de l'Hôpital, du canal Crillon, de Carpentras, de Pertuis-Cadenet, de Pierrelatte.

Après les époques de culture de la garance, des papeteries et des textiles (XVIIème et XIXème siècles), l'économie, favorisée par une forte croissance démographique due à l'immigration, repose sur la culture des fruits (premier département producteur de pommes, cerises et raisins de table ; deuxième producteur de poires et fraises) et des légumes (premier producteur de tomates de conserve et melons, deuxième producteur pour les asperges, aulx, courgettes et oignons)

Les vins représentent environ 5% du chiffre d'affaires du vignoble français.