Геологиялық құрылымы және кен байлықтары. Маңғыстау жер қыртысының құрылымы негізінен пермь, триас, юра, бор дәуірі шөгінділерінің нәтижесінде пайда болған әр түрлі жыныстардан тұрады. Каспий теңізінің жартылай қоршап жатуы және оның деңгейінің бірде жоғарылап, бірде төмендеуі маңайында орналасқан аймақтардың ауа райына немесе өсімдіктер дүниесіне ғана емес, геол. құрылымына да айтарлықтай әсер еткен. Түбектің кез келген бұрышынан мұнай мен газдың атқылауында бір кездегі осы аймақта болып, кейін тартылып қалған Тетис т. мен оның қазіргі көзі – Каспийдің атқарар орны орасан зор. Қазіргі Маңғыстаудың жер қыртысындағы геол. түзілімдердің көпшілігі бұл аймақтың түгелімен су астында жатқан көне дәуірімен тұстас келеді. Палеозой дәуірінің соңы мен мезозой дәуірінің басында пермь, триас кезеңдерінен (190 млн жыл бұрын) қалған құмтас, саз, тақтатас, көкшіл сұр әктастар қазіргі 
Қаратау баурайында жиі кездеседі. Батыс және Шығыс Қаратау мен оның сілемдері сол пермь және триас кезеңінің шөгінділерінен түзілген.

Юра кезеңінің (бұдан 140 – 150 млн жыл бұрын) қалдықтары құм, карбонатты саз жыныстар күйінде түбектің барлық жерінде кездеседі.
Маңғыстаудағы юра қабаты шамамен 1300 м тереңдікте жатыр. Жетібай, Өзен кен орындарында бұл қабаттан қазірде мұнай өндіріледі.

Маңғыстауда ең көп кездесетін тау жыныстарының бірі – бор кезеңінің (бұдан 115 – 120 млн жыл бұрын) қалдықтары. Солт. пен Оңт. Ақтау және олардың арасындағы ірілі-уақты алқаптар негізінен бор дәуірінің шөгінділерінен (құмтастан, ақ мергельден, бор, әктас, саз тастардан) тұрады. Бор дәуірінен қалған жел мен судың және күннің әсерінен адам таңқаларлық әр түрлі бейнедегі қотыр тастарды жиі кездестіруге болады. Кайнозой дәуірінің палеоген кезеңінің (30 – 65 млн жыл бұрын) жұрнақтары түбектің кез келген жерінде кездеседі. Палеогеннің соңы олигоцен тұсында (бұдан 30 – 40 млн жыл бұрын) теңіз қайтадан көтеріліп, қазіргі Маңғыстауды түгелімен су басады. Кейіннен теңіз қайтадан қайтып, тау жоталары пайда болып, қара жер көріне бастайды.

Неоген тұсы (20 – 30 млн жыл бұрын) кезінде Каспий оқтын-оқтын көтеріліп, Оңт. Маңғыстау жоталарын қайта-қайта су басып, қазіргі ұлутастар қабатын түзген. Ең соңғы бір млн жыл ауқымымен шектелетін геол. жас дәуір төрттік (антропогендік) кезеңнің қалдықтары да бұл түбекте өте мол. Каспий жағалауындағы Қарақия ойысы мен Бозащы түбегі сол төрттік кезең шөгінділерінен тұрады. Жоғарыдағы көріністерге қарағанда Маңғыстауда алғашқы құрғақ жер триас дәуірінің аяқ кезеңінде, бұдан 190 – 200 млн жылдар шамасында қазіргі Қаратау қыраты жатқан тұстан пайда болған. Қалған өңір көп уақытқа дейін су астында жатқан. Қаратаудан кейін Орт. Маңғыстау мен Орт. Үстірт судан босаған. Ал Бозащы түбегі тіптен беріде (төрттік кезеңнің соңында) құрғаққа айналған.

Сан ғасырлар бойы табиғаттың осыншама таңқаларлық мол өзгерістері Маңғыстау жер қойнауын қат-қабат қазынаға толтырған.

Маңғыстау даласын зерттеген көрнекті географ, КСРО ғылым академиясының корр. мүшесі Б.Феодоровичтің пайымдауынша, ежелгі Палео-Әмудария, Палео-Еділ, Палео-Кура өз-дері Оңт. Каспий ойпатына құйғанда, теңізге орасан көп тұнба ағызып әкеліп отырған. Әр түрлі қалыңдықта қордалана жинақталған тұнбалар, шөгінділер кейін мұнайлы алқаптарға айналған. Белгілі палеогеограф, геол.-минерал. ғыл. докт. Н.Марковскиннің пікірінше, Жетібай және Өзен кендері ежелгі Өзен сағасының орнынан табылып отыр. Өзен шамасы осыдан екі мың жыл бұрын Каспийге құйып жатқан көне Яксарт (Әмудария) болса керек («Природа» журналы, ғ2,1976). Маңғыстауда мұнаймен бірге табиғи газдың да қоры өте көп. Сондай-ақ бұл өлкенің төм. және жоғ. юра қабатынан тас көмір табылды. Ал бор дәуірінің шөгінді қабаттарында фосфорит кені көп кездеседі. Н.Андрусов олигоцен қалдықтары қабатынан марганец кен көзін ашты. Қаратаудағы пермь, триас қабаттарының бірнеше жерінен мыс, темір кендері табылды. Темір кендері сол сияқты юра және төмендегі бор қабаттарында ұшырасады. Маңғыстау мен Үстірттегі плиоцен қалдықтары қабаттарынан аса құнды құрылыс материалдары – ұлутас кен орындары көптеп ашылуда. Аймақта бұлардан басқа силикат, құм, кобальт, қорғасын, калий, магний, ас тұздары, кесек күкірт, бор кендері бар.