Staropolski Okręg Przemysłowy, zwany też niekiedy niezbyt ściśle Zagłębiem Staropolskim, był najstarszym i do końca XIX wieku największym na ziemiach polskim rejonem górniczo-hutniczym i metalurgicznym. Jego granice są przedmiotem dyskusji historyków, geologów i geografów, ale w dużej mierze pokrywają się one z szeroko rozumianym rejonem Gór Świętokrzyskich.
Powstanie i rozwój okręgu było możliwe dzięki korzystnym warunkom naturalnym, na które składały się: łatwo dostępne i obfite złoża surowców mineralnych – rud żelaza oraz metali nieżelaznych (miedzi i ołowiu z domieszką srebra), bogate złoża wapieni, krzemienia, piaskowca, marmurów, iłów, glin, piasków szklarskich, a także solanek. Podstawowe znaczenie dla rozwoju przemysłu na tym terenie miały lasy i puszcze pokrywające zdecydowaną większość obszaru (Puszcza Świętokrzyska), z których drzewa wypalano węgiel drzewny, a także liczne rzeki i strumienie napędzające koła wodne.
Początki górnictwa żelaza w tamtym rejonie sięgają zamierzchłej przeszłości. W paleolicie z hematytu, tj. rudy żelaza zawierającej do 70 proc., metalu produkowano czerwony barwnik do malowania ciała. Ślady takiego barwnika i używanych do jego produkcji rozcieraczy znaleziono w jaskini „Raj”. Najstarsza znana odkrywkowa kopalnia hematytu na terenie wsi Łyżwy i Grzybowa Góra koło Skarżyska-Kamiennej była czynna od XI−X do IV tysiąclecia p.n.e. Obecnie na tym terenie znajduje się rezerwat archeologiczny Rydno.
Od I–II wieku n.e. w Górach Świętokrzyskich funkcjonował największy poza granicami imperium rzymskiego ośrodek górnictwa i hutnictwa żelaza. Rudy żelaza wydobywano powierzchniowo bądź metodą odkrywkową. Na przełomie I i II w. n.e. powstała głębinowa kopalnia rudy żelaza o szybach głębokości 16 m w Rudkach. W rejonie Gór Świętokrzyskich pracowało co najmniej 400 tys. pieców dymarskich o zdolności produkcyjnej szacowanej na około 8 tys. t żelaza. Każdy piec służył tylko do jednorazowego wytopu, a z tzw. żelaza świętokrzyskiego produkowano narzędzia, broń i gwoździe.
W średniowieczu od czasu upowszechnienia się pionowego koła wodnego, czyli od XII wieku, powstawały napędzane przy jego pomocy młyny zbożowe, kuźnice, tartaki, folusze, papiernie oraz huty do wytopu ołowiu, miedzi i szkła. Jedne z najstarszych kuźnic o napędzie wodnym znajdowały się w posiadłościach cystersów jędrzejowskich w Rudnikach i Wąchocku. W XV wieku obszarem intensywnej produkcji hutniczej była dolina rzeki Kamiennej. W drugiej połowie XVI stulecia Staropolski Okręg Przemysłowy był największym rejonem produkcji hutniczej na ziemiach polskich. Pracowały tu 142 kuźnice (w całej Polsce było ich 321). Przeciętnie każda kuźnica produkowała rocznie 150 cetnarów surowego żelaza (ok. 6 t).
Czas wielkich pieców
Przełomem technicznym w hutnictwie żelaza stało się skonstruowanie i upowszechnienie wielkich pieców. Na terenie Staropolskiego Okręgu Przemysłowego najwcześniej powstały w pierwszej połowie XVII wieku W latach 1610−1613 włoscy hutnicy Wawrzyniec i Jan Cacciowie zbudowali wielki piec w Bobrzy, następne powstały w Cedzynie, Samsonowie i Humrze. Wielki piec produkował więcej żelaza i był bardziej ekonomiczny. W dymarce na wyprodukowanie tony żelaza zużywano 5,2 t rudy i 5,1 t węgla drzewnego, w wielkim piecu ten sam efekt uzyskiwano przy pomocy 3,3 t rudy i 1,9 t węgla drzewnego.
Od co najmniej XVII wieku rozwija się też przemysł zbrojeniowy, głównie w okolicy Bobrzy i Samsonowa. Produkowano tam broń ręczną (w tym szable), a także kosy. W XVIII wieku najwięcej fabryk żelaznych znajdowało się w dobrach biskupów krakowskich (Parszów, Mostki, Szałas Nowy, Samsonów), przejętych w 1789 roku na własność skarbu państwa; ponadto w dobrach Małachowskich (Stąporków, Janów, Ruski Bród, Ruda Białaczowska, Królewiec i Antoniów), cystersów wąchockich (Bzin, Rejów, Starachowice) i kasztelana Jacka Jezierskiego (Miedzierza i Maleniec). Zakład w Maleńcu był czynny do 1967 roku.
Po 1815 roku w czasach Królestwa Polskiego państwo podjęło się zadania podźwignięcia cywilizacyjnie kraju w drodze jego uprzemysłowienia. Temu miał służyć plan Stanisława Staszica ciągłego zakładu fabryk żelaznych na rzece Kamiennej, realizowany od 1818 roku. Według niego zakłady położone wzdłuż tej rzeki (Bzin, Rejów, Parszów, Mostki, Nietulisko, Starachowice, Michałów, Brody i Stara Ruda) miały produkować żelazo, półprodukty i gotowe narzędzia oraz maszyny, a także kooperować ze sobą. Rzeka w tym projekcie miała pełnić rolę drogi transportowej oraz dostarczać energii napędzającej poprzez kanały, upust i stawy, maszyny i urządzenia zakładów. Górnictwem i hutnictwem kierować miała utworzona w 1816 roku Główna Dyrekcja Górnicza, a kadry inżynierskie kształcić pierwsza polska wyższa szkoła techniczna – Szkoła Akademiczno-Górnicza. Obie instytucje zostały ulokowane w Kielcach, w najbardziej reprezentacyjnym gmachu miasta – dawnym pałacu biskupim. Od 1824 roku program uprzemysłowienia był kontynuowany przez ówczesnego ministra skarbu księcia Ksawerego Druckiego-Lubeckiego, a po powstaniu listopadowym przez założony przez niego Bank Polski.
Druga połowa XIX wieku to okres powolnego słabnięcia znaczenia Staropolskiego Okręgu Przemysłowego na rzecz młodszego i nowocześniejszego Zagłębia Dąbrowskiego, bazującego już na węglu kamiennym i koksie oraz stosującego nowocześniejsze technologie hutnictwa żelaza. W 1885 roku dzięki budowie linii kolejowej stało się możliwe sprowadzanie bogatej rudy żelaza z Zagłębia Krzyworoskiego, co oznaczało koniec eksploatacji miejscowych uboższych rud. Jeszcze w latach siedemdziesiątych XIX wieku na Staropolski Okręg Przemysłowy przypadało 72−90 proc. całej produkcji surówki żelaza w Królestwie Polskim, w latach osiemdziesiątych Zagłębie Dąbrowskie produkowało już tylko 58 proc. ogólnokrajowej produkcji. Kryzys dopełniła katastrofalna powódź Kamiennej w 1903 roku, która bezpowrotnie zniszczyła wiele urządzeń wodnych infrastruktury.
Górnictwo i hutnictwo kruszcowe
Kolejną dziedziną kwitnącej niegdyś produkcji przemysłowej na terenie Staropolskiego Okręgu Przemysłowego było górnictwo i hutnictwo kruszcowe. Od XIV do XVI wieku jeden z największych ośrodków tej produkcji był położony w okolicach Chęcin. Do dziś świadczą o tym wyrobiska po starych kopalniach ołowiu i miedzi w Chęcinach i okolicy (Miedzianka), a także Kielcach (Karczówka), Gałęzicach, Korzecku, Sitkówce, Skibach i Woli Murowanej. W ograniczonym zakresie eksploatację rud miedzi na Miedziance podjęto bezpośrednio przed i w trakcie pierwszej wojny światowej.
Pod koniec XVI wieku kuźnik Jan Niedźwiedź odkrył rudy miedzi na Miedzianej Górze pod Kielcami. Od tego czasu otrzymywano tu od 120 do 180 t miedzi rocznie wytapiane w hutach w Białogonie i Niewachlowie. W Kielcach w 1601 roku powstał Urząd Górniczy, który miał kierować całością spraw związanych z górnictwem i hutnictwem kruszcowym. W latach osiemdziesiątych XVIII wieku eksploatacją złóż Miedzianej Góry zainteresował się król Stanisław August Poniatowski, który utworzył Komisję Kruszcową i zainicjował badania geologiczne na tym obszarze. W 1782 roku, licząc na dochody z fabryki kruszcowej Miedzianej Góry, król zdecydował się zainwestować znaczne sumy w zaniedbane sztolnie i huty. W 1791 roku zbudowano w pobliskim Niewachlowie hamernię. Trudno jest oceniać efekty tych inwestycji, jako że wkrótce wypadki polityczne i wojenne zwróciły uwagę królewską w inną stronę. Natomiast w latach 1795–1809 z powodzeniem eksploatowali miejscowe złoża Austriacy. W pierwszych latach istnienia Królestwa Polskiego w Białogonie (obecnie dzielnica Kielc) został zbudowany zespół pieców i zakładów przeróbki kruszców (hamernia, walcownia, piece i gisernia) o nazwie Huta Aleksandra, na cześć ówczesnego króla polskiego i cara rosyjskiego. Po 1827 roku pod kierunkiem specjalistów brytyjskich huta została przebudowana na zakład mechaniczny produkujący maszyny i urządzenia dla unowocześnianych fabryk w Królestwie Polskim.
Hutnictwo szkła
W rejonie Gór Świętokrzyskich występowały piaski używane do produkcji szkła. W XV wytapiano je w rejonie Łagowa, w następnym stuleciu hutnictwo szkła rozwinęło się w lasach radoszyckich. W XVI–XVII wieku przodującym ośrodkiem hutnictwa szkła były dobra biskupów krakowskich i klasztoru świętokrzyskiego pod Kielcami. W XVII stuleciu huta szkła w Ciekotach wytwarzała znaczne ilości szyb, „szklenic” i kieliszków. Inne istniały w Kakoninie, Łukowie i Porąbkach. Kolejny rejon intensywnej produkcji szkła znajdował się w okolicy Łagowa, gdzie było co najmniej sześć hut.
Górnictwo kamienne
Na obszarze Staropolskiego Okręgu Przemysłowego wydobywano też inne surowce mineralne, zwłaszcza różnorodne rodzaje kamienia.
W neolicie kopalnia w Krzemionkach Opatowskich była jednym z największych w Europie ośrodków górnictwa krzemienia pasiastego. Tutejsze pracownie krzemieniarskie produkowały noże, skrobacze, tłuki pięściowe, groty oszczepów, ostrza do maczug, a zwłaszcza gładzone siekierki. Wyroby z krzemienia z tutejszego ośrodka można znaleźć na różnych obszarach, od Bałtyku, Niemna i Dniestru przez Morawy i Czechy do Odry.
Ponowny rozkwit wydobycia kamienia wiąże się z rozwojem budownictwa renesansowego, chętnie wykorzystującego ten surowiec. Najbardziej popularne były wapienie wydobywane w okolicy Pińczowa. Tam też działał słynny architekt i rzeźbiarz Santi Gucci.
W okolicy Chęcin wydobywano marmur wykorzystywany w celach budowlanych i rzeźbiarskich, m.in. został użyty do budowy zamku warszawskiego (1599−1619), odnowienia zamku wawelskiego i do budowy słynnej kolumny Zygmunta III w Warszawie. Działał wówczas i mieszkał w Chęcinach włoski rzeźbiarz i budowniczy Kasper Fodyga.
Najbardziej popularne jednak były różne odmiany piaskowca, m.in. z okolic Kunowa i Szydłowca. Miasta te były również znaczącymi ośrodkami przemysłu i rzemiosła kamieniarskiego.
Przemysł ceramiczny
Surowcami niezbędnymi do rozwoju tego przemysłu były obficie występujące w regionie iły i gliny. Do połowy XVI wieku największym ośrodkiem przemysłu garncarskiego była Iłża, w późniejszym czasie Tarłów, a następnie Ćmielów i Denków (obecnie dzielnica Ostrowca Świętokrzyskiego). W XIX wieku produkcję naczyń fajansowych rozwinęły fabryki w Jedlni, Iłży, Radlinie i od 1808 roku w Ćmielowie. W 1838 roku zakład w Ćmielowie jako pierwszy w Królestwie Polskim zaczął produkować porcelanę.