Среди степных просторов есть немало уникальных природных памятников – здесь находится реликтовый лесной массив Черный бор и Горько-Соленое озеро, известное своими лечебными свойствами.
На территории района более 20 действующих родников. Святой источник Параскевы Пятницы с целебной водой в Тугунском бору – место поклонения многочисленных паломников со всего Южного Урала.
В районе находятся Бускульский государственный природный биологический заказник, где охраняются водоплавающие птицы и ондатра на озере Камышном, Черноборский зоологический заказник, которые входят в единую сеть заказников Челябинской области.
Бускульское месторождение огнеупорных глин, которые добываются для металлургического производства, является крупнейшим на территории Евразии (поселок Огнеупорный).
На территории Чесменского района известно значительное количество археологических памятников различных эпох. Памятник археологии Архангельский прииск – многослойное, существовавшее длительное время поселение эпохи бронзы. Обнаружено в 1882 г., археологические раскопки проводятся с 2010 г.
Реконструкция одного из курганов раннего железного века из Чесменского района, кургана Темир, сделана в музее-заповеднике Аркаим.
Из памятников истории интересна «Чесменская колонна», воздвигнутая в Чесме в 2006 г. Она посвящена победе русского флота над Турцией в 1770 г. в Чесменской бухте Эгейского моря.
Монумент из бетона, «Покорителям целины» был воздвигнут в 1981 г. в селе Светлое, образованном в годы освоения целинных земель. Он представляет собой фигуру механизатора, сидящего за штурвалом трактора. Памятник является одним из самых крупных не только в Чесменском районе, но и в Челябинской области. Его размеры составляют 4х8 м.
