Sector primario
Las bases de recursos naturales son variadas, pero la agricultura ocupa un lugar fundamental en la economía talquina. Desde el siglo XIX el trigo cobró especial importancia siendo esta región gran productora, exportándose dicha producción por el puerto de Constitución hacia destinos tan lejanos como California (Estados Unidos) en plena fiebre del oro, y Australia. En la actualidad cultivos habituales son hortalizas, frutales y cereales, en los sectores rurales de la comuna como Huilquilemu, Lircay, El Oriente, Victoria, Aurora, Panguilemo, entre otros. Sin embargo son las viñas las que adquieren especial importancia, siendo el Valle del Maule, cuya cabecera es Talca, la zona de mayor producción de vino del país con cerca de 45% del total.
La actividad ganadera (principalmente porcino y ave) es importante dado que en ella se fundamentan importantes industrias. La minería, representada por el yacimiento El Chivato (oro), hoy ya está casi inactiva.
Sector secundario y terciario
Talca es el principal centro industrial de la región y del valle Central. Alberga industrias que básicamente se ocupan del procesamiento de los recursos agrícolas de la zona adyacente. Posee manufacturas de papeles, madera, plásticos y metalurgia; industria conservera, molinera, vitivinícola y de alimentos y bebidas en general, además de procesados de carne y embutidos (especialmente vacunos, porcinos y aves).
Fue crucial la llegada de emprendedores inmigrantes (españoles, árabes e italianos) que reforzaron las manufacturas y el comercio. Junto con esto, el desarrollo hidroeléctrico en la provincia de Talca impulsó aún más la actividad industrial, con la central Colbún-Machicura, construida en la década de 1980.
Sin embargo, numerosos terremotos (1928, 1939 y 1960) y la excesiva centralización política y económica de Chile en torno a Santiago, han mermado el crecimiento industrial talquino, especialmente desde la segunda mitad del siglo XX.
La ciudad es un importante polo de comercio y servicios. Su principal arteria comercial es la calle 1 Sur, donde se localizan, junto con su par 1 Norte, la mayoría de los bancos, instituciones financieras, comercios detallistas y las más importantes tiendas por departamento. En el sector oriente de la ciudad se emplaza su único centro comercial moderno, el Mall Plaza Maule.
