Trên địa bàn xã có mỏ than Phấn Mễ được người Pháp thăm dò năm 1908 và bắt đầu đầu khai thác từ năm 1910 với có trữ lượng than mỡ 1.400.000 tấn,[5] có rất nhiều chất bốc và có giá trị cao. Hiện nay, mỏ than Phấn Mễ trở thành nguồn cung cấp than phục vụ việc luyện gang thép cho Nhà máy Gang thép Thái Nguyên. Hiện nay, mỏ đang áp dụng cả công nghệ khai thác lộ thiên và hầm lò.[6]

Ngoài ra, trên địa bàn xã Phấn Mễ còn có khoáng sản đất cao lanh.[1]