Theo bản đồ đất tỷ lệ 1/100.000 (năm 1984), vùng đất xã Lũng Cao, huyện Bá Thước thuộc đất đỏ vàng phát triển trên đá vôi hoặc sét vôi. Với bản đồ cùng tỷ lệ, năm 2000, sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa đã xác định vùng đất này là đất xám feralit theo tiêu chuẩn FAO-UNESCO[11].

Khu vực hang Kịt, xã Lũng Cao có trữ lượng vàng sa khoáng khá lớn[12]. Khi nạn đào đãi vàng trái phép diễn ra vào cuối thập niên 1980 và đầu thập niên 1990, hang Kịt từng là nơi trú ẩn và lộng hành của tướng cướp Hiền đầu bạc khét tiếng xứ Thanh[13].

Lũng Cao nằm trong Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, với hệ động vật và thực vật khá đa dạng.