Промышленность представлена около 400 крупными и средними предприятиями и более 4 тысячами малых. Наибольшее развитие получили машиностроение и металлообработка, топливная, электроэнергетическая, химическая и нефтехимическая, цветная металлургия. Машиностроение представлено почти полным набором основных отраслей, среди которых ведущая роль принадлежит автомобильной промышленности. На долю легковых автомобилей, производимых на АвтоВАЗе в Тольятти приходится более 70 % от всего выпуска автомобилей страны. Удельный вес производства основных нефтепродуктов, таких как бензин автомобильный, дизельное топливо, мазут топочный, составляет 10-12 %.
По производству ряда значимых позиций номенклатуры промышленный комплекс Самарской области сохраняет лидирующие позиции в России: первое место по выпуску легковых автомобилей, синтетического аммиака, подшипников качения, линолеума; второе место по выпуску синтетических каучуков и третье место – по первичной переработке нефти. В Самарской области близ города Тольятти расположен крупнейший в мире аммиачный завод «ТольяттиАзот». В области начинается крупнейший в мире аммиакопровод Тольятти—Одесса.
Ведущие предприятия топливно-энергетического комплекса Самарской области: Волжская ГЭС в г. Жигулевске (2300 тыс. кВт), крупнейшие тепловые электростанции — Новокуйбышевская и Тольяттинская ТЭЦ (по 250 тыс. кВт каждая).