Северный экономический район имеет значительный промышленный потенциал, связанный как с ресурсами, так и с выгодами экономико-географического положения. Он сосредоточивает более 90% разведанных запасов железной руды и бокситов Казахстана. Здесь добывают около 35% угля, более 30% циркония, 25% урана, 15% золота. Для района характерны горнодобывающие отрасли, цветная металлургия, химические производства, пищевая промышленность, в нем имеются предприятия машиностроения, крупные хозяйства выращивают зерновые культуры.
В промышленности действуют 586 предприятий и объединений На долю этого региона приходится пятая часть промышленной продукции республики, все производство тракторов, каустической соды, химических волокон и нитей, мягких кровельных материалов, а также 88 % товарной железной руды, 64 % добычи угля, три четверти выпуска шерстяных тканей, половина электроэнергии, масла животного, а в выпуске машин и оборудования для животноводства и кормопроизводства его доля превышает одну треть. Производятся также мясо (32,4 % общего объема по республике), пиломатериалы (35,5), строительный кирпич (31,5 %), мебель, стиральные машины, трикотажные изделия, консервы.В экономике Павлодарской области особую роль играет топливно-энергетический комплекс. Угольная промышленность базируется на Экибастузском камнеугольном и Майкубенском буроугольном месторождениях. Добыча угля ведется открытым способом. Значительная часть его вывозится на электростанции России. В регионе действуют ГРЭС, в областных городах - ТЭЦ и ГЭС на Иртыше. Черная металлургия представлена крупными Соколовско-Сарбайским и Лисаковским горно-обогатительными предприятиями, Ермаковским заводом ферросплавов. В 1990 г. здесь было добыто свыше 21 млн. т товарной железной руды. Одним из ведущих направлений специализации промышленности в регионе является машиностроение. Здесь производятся тракторы, металлорежущие станки, сельскохозяйственные машины, малолитражные двигатели, тракторные прицепы, магнитофоны, приборы и средства автоматизации. Флагманом является Павлодарский тракторный завод, специализированный на выпуске гусеничных тракторов. Химическая промышленность региона сосредоточена в Костанайской области. Здесь ежегодно производится до 21 тыс. т химических волокон и нитей, а также 384 т синтетических моющих средств. Крупнейшим предприятием отрасли является производственное объединение "Химволокно". В Павлодаре действует крупный нефтеперерабатывающий завод, который работает на сырой нефти, поступающей из Западной Сибири по нефтепроводу Омск-Павлодар-Шымкент. Он перерабатывает до 7,5 млн. т нефти в год и выпускает автомобильный бензин для химической промышленности, дизельное топливо, мазут, нефтебитум, сжиженный газ, серу. На предприятиях легкой промышленности региона выпускаются шерстяные ткани, трикотажные и чулочно-носочные изделия фарфорофаянсовая и майоликовая посуда. Наиболее крупные предприятия - Костанайский камвольно-суконный комбинат, Петропавловский кожевенный завод, швейная фабрика «Комсомолка» Кокшетауские мебельное объединение, текстильно-галантерейная фабрика и др.