Pennsylvania er delt i to diagonalt av rekkene til fjellkjeden Appalachene fra sørvest til nordøst. Nordvest for fjellene ligger Allegheny-platået som fortsetter inn i den sørvestlige og sørlige sentrale delstaten New York. Dette platået er så oppdelt av daler at det også virker fjellrikt. Det består av sedimentære lag som har rikelige mengder av fossiler i tillegg til naturgass og petroleum. I 1859 boret Edwin L. Drake den første oljebrønnen i USA nær Titusville i disse lagene. Lignende steinlag inneholder også kull sør og øst for olje- og gassforekomstene. I det metamorfe foldede beltet blir hardt kull gravd ut nær Wilkes-Barre og Hazleton. Disse fossile drivstoffene har vært en viktig ressurs for Pennsylvania. Tømmer og melkeprodukter er også viktige næringskilder i midtstaten og det vestlige Pennsylvania. Langs kysten av Eriesjøen i nordvest er det frukt- og grønnsaksproduksjon og vinproduksjon.