En la Sierra de Orihuela se ha desarrollado una intensa actividad minera, tanto en la zona alicantina como en la murciana, con la explotación de minerales asociados a las rocas metamórficas y volcánicas. La mayoría de las minas datan del siglo XIX, aunque existen evidencias desde la Prehistoria. La minería del hierro a partir de minerales como el oligisto, hematites y la goethita, además de siderita, pirita y ocres, gozó de una gran importancia, con explotaciones en diferentes puntos de la ladera sur, y, sobre todo, en el denominado barranco de las Minas, en la parte norte de la sierra. También se explotó el cobre, que aparece en mineralizaciones asociadas a los niveles de cuarcitas del Triásico en la cara sur de la parte santomerana hasta la pedanía oriolana de La Aparecida. Testigos de esta actividad son los numerosos pozos y galerías localizadas en la ladera meridional, especialmente entre los cabezos de Malnombre y la Mina, donde encontramos la mina de cobre más importante de la Región de Murcia. Se ha descrito la presencia de ilmenita, magnetita, calcopirita y arsenopirita en las metabasitas; también se han citado minerales como la cuprita, calcosina, covellina, malaquita, azurita y crisocola. Además, existen referencias de la presencia de cobre nativo, plata y oro. Asimismo, se explotó el cinabrio para la extracción de mercurio, en la zona del Oriolet, junto a la ciudad de Orihuela. La mayoría de estas mineralizaciones se concentran en el contacto entre las rocas detríticas y carbonatadas. Su origen puede estar ligado con la actividad volcánica triásica, cuando fluidos calientes ricos en metales circularían a lo largo de fracturas “mineralizando” tanto las rocas magmáticas como las rocas sedimentarias. Junto a la minería de los metales, la extracción de yeso y alabastro gozó de una considerable relevancia, con minas y canteras de considerable entidad en el pequeño cabezo de la Cueva de la Yesera, situado a los pies del Cerro de la Mina, y en la zona del Cabezo del Burro, en el Raiguero de Levante.

Toda la sierra presenta numerosas oquedades, abrigos y cuevas de desarrollo variable, lo que le confiere al abrupto paisaje una cierta singularidad y belleza geomorfológica. Destacan por su desarrollo y formaciones kársticas la Cueva de la Yesera, en El Siscar, ampliada por las labores de extracción de yesos, y la Cueva del Calor, que desciende desde el castillo de Orihuela hasta la base del cerro. Todo el territorio está sometido a una elevada insolación en los meses estivales; este factor, junto a las escasas precipitaciones, dificulta la existencia de fuentes y cursos de agua permanentes. Tan solo la fuente de San Cristóbal, en el Rincón de Bonanza, puede tener algo de agua tras lluvias importantes. No obstante, en el pasado debieron existir manantiales hoy extintos, como el que surgía en el Cerro de la Mina, antiguamente llamado Cabezo de la Fuente. Los acusados desniveles que presenta la sierra, jalonada por numerosos barrancos de entidad, tanto en la vertiente septentrional como en la meridional, favorecen un drenaje excesivo, a la vez motivado por la escasa cubierta edáfica, dando lugar a una débil incidencia de los procesos kársticos y a la inexistencia de simas y torcas con desarrollo notable en toda la sierra, pese a la naturaleza carbonatada de las rocas que la forman.