Den sørlige delen av Derbyshire preges av lavland omkring Derby og elven Derwent, mens den nordlige delen hører til Penninene der terrenget er høyere og mer berglendt. Et stort område på 842 kvadratkilometer i nordvest inngår i Peak District, Storbritannias første nasjonalpark. Her ligger Derbyshires og Peak Districts høyeste punkt, platået Kinder Scout 636 meter over havet.

Berggrunnen i Derbyshire er rik på mineraler. Særlig har bly (av mineralet galenitt) vært av økonomisk betydning og kommersielt utvunnet fra romertiden og fram til 1800-tallet. Grevskapet gjennomskjæres av et nettverk av elver, og en omfattende eksportindustri tok til i middelalderen.

Den siste blygruven i Peak District stengte i 1939, og de siste store kullgruvene sør i Derbyshire ble satt ut av drift i 1993. I dag utvinnes hovedsakelig kalsitt, barytt og fluoritt. Den sjeldne fluoritten «Blue John» finnes bare ved Castleton i Peak District.

Jordbruket baserer seg på saueoppdrett i høyereliggende strøk og melkeproduksjon i lavlandet. Derbyshire er et av tre grevskap som kan fremstille stilton-ost; de to andre er nabogrevskapene Leicestershire og Nottinghamshire.

De viktigste industriene er bygg og anlegg, mekanisk industri og kjemisk industri. Toyotas bilfabrikk, flymotorprodusenten Rolls Royce, sjokoladefabrikanten Thorntons og togprodusenten Alstom, ligger alle i Derbyshire. Turisme er viktig, spesielt i nord. Her ligger kurstedet Buxton, kjent for sine varme kilder, og industrilandskapet i Derwent-dalen som ble innskrevet på UNESCOs verdensarvliste i 2001.

Chatsworth House utenfor Chesterfield er hertugene av Devonshires hovedsete og regnes som et av Englands fineste slott. Andre slott i Derbyshire er Calke Abbey, Hardwick Hall og Bolsover Castle.