Nền kinh tế của Vân Ðồn chủ yếu là kinh tế biển và khai thác khoáng sản bao gồm: nuôi trồng và đánh bắt hải sản, trồng và khai thác lâm nghiệp, dịch vụ du lịch biển, khai thác than, đá vôi, cát trắng, sắt, vàng sa khoáng. Kinh tế lâm nghiệp suy giảm do khai thác cạn kiệt, tốc độ trồng lại rừng không theo kịp tốc độ khai thác.

Vùng biển của huyện có nhiều chủng loại hải sản quý như: tôm he, cá mực, sá sùng, cua, ghẹ, ngọc trai, bào ngư... Nghề khai thác hải sản có từ lâu đời, song chủ yếu là đánh bắt trong lồng bè và ven bờ, chỉ từ năm 1995 tới nay mới phát triển đánh bắt xa bờ. Việc nuồi trồng thuỷ sản, đặc biệt là nghề nuôi cấy ngọc trai, từ năm 1990 mới phát triển mạnh. Sản lượng hải sản đánh bắt và nuôi trồng vào đầu những năm 1990 tăng từ 2-3 nghìn tấn/năm lên 5-6 nghìn tấn/năm.

Công nghiệp khai khoáng gồm: than đá đã được khai thác từ thời Pháp thuộc ở mỏ than Kế Bào. Trữ lượng hiện còn khoảng 107 triệu tấn. Mỏ quặng sắt Cái Bầu có trữ lượng lớn khoảng 154.000 tấn. Mỏ cát trắng Vân Hải có trữ lượng trên 13 triệu tấn, hiện đang khai thác với sản lượng 20.000 tấn/năm. Vàng sa khoáng vàng trong đới quặng sắt có ở đảo Cái Bầu.

Huyện đảo Vân Ðồn, nằm ôm trọn vùng vịnh Bái Tử Long, có nhiều đảo đá vôi và những hang động đẹp, lại nối liền với vịnh Hạ Long, di sản thế giới. Các xã đảo tuyến ngoài giáp vịnh Hạ Long (tuyến đảo Vân Hải) có nhiều bãi tắm đẹp, nhiều hải sản ngon, khí hậu trong lành và những di tích lịch sử văn hóa, có nhiều tiềm năng để phát triển kinh tế dịch vụ du lịch.

Rừng trên nhiều đảo xưa kia có nhiều lâm sản quý, trong đó có nhiều loại cây gỗ quý như gỗ lim, gỗ táu, gỗ nghiến, gỗ mun... nhưng đang cạn kiệt do tốc độ khai thác cao hơn tốc độ tái sinh. Cây gỗ mần lái là lâm sản đặc hữu ở đây. Đình làng Quan Lạn được làm hoàn toàn từ loại gỗ này. Trong rừng có nhiều chim thú quý (khỉ lông vàng, vẹt đầu bạc, đại bàng đất, công trĩ, hươu sao...), nhiều loài có số lượng không nhiều được ghi vào sách đỏ thế giới. Nhưng ngày nay, lâm sản đã suy giảm nghiêm trọng: Rừng Ba Mùn là một khu rừng nguyên sinh từng được quy định là vườn quốc gia, nhưng sau bị khai thác bừa bãi đã suy giảm thể chất. Để thay thế và nâng cấp phạm vi bảo vệ nguồn sinh quyển quý hiếm, Chính phủ quy định toàn bộ rừng nguyên sinh trên các đảo vùng vịnh Bái Tử Long (kể cả các đảo thuộc thành phố Cẩm Phả và thành phố Hạ Long) mới được gọi là vườn quốc gia, đó là vườn quốc gia Bái Tử Long. Toàn huyện có trên 2.000 ha rừng trồng chủ yếu là rừng thông, sa mộc, bạch đàn. Việc trồng rừng này không thể khôi phục hoàn toàn sự đa dạng sinh học đã mất do khai thác rừng nguyên sinh, mà chỉ phần nào cải thiện cảnh quan môi trường.

Ðất nông nghiệp của toàn huyện rất hẹp (1.242 ha) trong đó: đất trồng lúa chưa đến 600 ha, và gần 100 ha cây ăn quả. Ðất nông nghiệp lại là đất bạc màu, trên núi đá lại pha cát, thiếu nước tưới vì ít sông hồ nên năng suất thấp. Tổng sản lượng lương thực hàng năm chưa đến 5.000 tấn quy thóc.

Tiểu thủ công nghiệp trên địa bàn huyện có các nghề đóng thuyền, sản xuất vật liệu xây dựng, làm đồ mộc, chế biến hải sản.

Khu kinh tế Vân Đồn được Chính phủ phê duyệt thành lập từ năm 2007 và hiện đang được triển khai xây dựng các cơ sở hạ tầng. Theo quy hoạch, đây sẽ là một trung tâm du lịch sinh thái biển đảo chất lượng cao và dịch vụ cao cấp, đồng thời là trung tâm hàng không, đầu mối giao thương quốc tế, thúc đẩy phát triển kinh tế ở Vân Đồn nói riêng và Quảng Ninh nói chung.