دریاچه ی خزر به عنوان باقی مانده‌ای از پوسته اقیانوس تتیس به صورت گودالی در پوسته قاره‌ای جا گرفته است. همزمان با شكل‌گیری سلسله جبال آلپ وآغاز پالئوژن دریای تتیس به دو حوضه جداگانه تفكیك می‌گردد. در میوسن آغازی این دو حوضه ابعاد مشخصی پیدا می‌كند و در میوسن پایانی به طور كامل از یكدیگر جدا می‌گردند (Lascarev, 1920).

1- حوضه جنوبی كه دریای مدیترانه فعلی را تشكیل داده و با اقیانوس اطلس مرتبط است.

 2- حوضه شمالی حوضه‌ای لب شور  بوده و از دره رود دن در جنوب شرق فرانسه آغاز شده و تا تركمنستان ادامه داشته است.

این مجموعه تحت نام پاراتتیس به سه بخش تقسیم می‌گردد:

پـاراتتـیس شـرقــی: شامل دریای خزر، سیاه، دریاچه آرال، نواحی قفقاز و كریمه در جمهوری تركمنستان.

پـاراتتـیس مـركزی: مركب از فرورفتگی‌های كناری كوههای آلپ شرقی، كاریات، فرورفتگی‌های بین جبال كاریات.

پـاراتتـیس غـربـــی: متشكل از فرورفتگی‌های كنار جبال آلپ به همراه نهشته‌های مولاسی (موسوی روح‌بخش، 1380).

همانطور كه در تقسیم‌بندی دیده می‌شود، دریای خزر بخشی از حوضه پاراتتیس شرقی بوده كه تا اواخر میوسن با دریای سیاه ارتباط داشته اما در پلیوسن زیرین با ادامه  حركات كوهزایی آلپی و بالا آمدن سرزمین قفقاز ارتباط آبی دریای خزر با دریای آزوف و سیاه از طریق دره مانیچ قطع شد. از این زمان سرگذشت زمین‌شناختی، زیست‌شناختی و آب‌شناختی خزر به عنوان یك دریاچه مستقل آغاز می‌گردد (Varushchenko et al., 1987).

در پلیوسن فوقانی، با ادامه حركات كوهزایی آلپی (فاز پاسادنین) مورفولوژی كنونی خزر شكل می‌گیرد. فرآیندهای رخ داده در پلیوسن در واقع ادامه روند ساختاری در پلیوسن می‌باشد.

ریخت شناسی دریـای خـزر

 حوضه ی آبی دریای خزر از نظر زمین‌ساختی ناهمگن بوده و عوارض ساختاری بستر آن ارتباط تنگاتنگی با ساختار خشكی پیرامون آن دارد (The Caspian Sea, 1992). 

بخش شمال شرقی دریای خزر در محدوده پلاتفرم روسیه قرار دارد. بخش شرقی خزر میانی و بخش جنوبی خزر شمالی در گسترة پلاتفرم نسبتاً جوان اسكیف-توران و بخش غربی منطقه میانی خزر و تمام خزر جنوبی در زون چین‌خورده آلپی واقع است  (Geology of USSR, 1972; Solovev et al., 1962)

  مهم‌ترین عناصر ساختاری پیرامون دریای خزر عبارتند از: در شمال دشت روسیه، از جنوب رشته كوههای البرز، در غرب رشته كوههای قفقاز و در شرق مجموعه‌ای از ناهمواریهای نه چندان مرتفع مانقشلاق، كندرلی، یاسان، اوستیورت، كراسنوودك، تپه‌های ماسه‌ای بادی. از نظر ریخت‌شناسی توپوگرافی بستر خزر در سه بخش شمالی و جنوبی و میانی متفاوت بوده و بدین شرح است:

بستر دریای خزر در قسمت شمالی كم شیب بوده و شامل تعداد زیادی جزیره، تراس و آثاری از رودخانه‌های قدیمی است. دره‌های قدیمی رودخانه‌های ولگا‌، اورال، ترك، كوما و امبا در این بخش دیده می‌شوند. دره اورال در بخش شرقی خزر شمالی از رسوبات پلكانی پر شده است. عمق آب در این ناحیه بیش از پنج متر است. از عوارض بستر دریای خزر در بخش میانی عناصر ساختاری چون فلات قاره، شیب قاره و منطقه عمیق را می‌توان نام برد. درة خزر میانی نامتقارن بوده به طوری كه در بخش غربی دارای فلات قاره باریك و شیب قاره تند و بخش شرقی فلات قاره گسترده با شیب قاره‌ای كم است. در بخش غربی و در قسمت شرقی فلات قاره میانی به ترتیب فرآیندهای تجمعی و فرسایشی غالب می‌باشند .(Lebedev, 1961)

بستر خزر در بخش جنوبی به علت قرارگیری در ناحیه چین خورده آلپی، ریخت شناسی بسیار پیچیده‌تری را داراست. عرض فلات قاره در بخش شرقی خزر جنوبی خیلی بیشتر از بخش غربی است، بطوریكه در قسمت غرب 60-15 كیلومتر ‌بوده و ژرفای مرز فلات قاره با شیب قاره از 60 متر (در محل تاقدیس‌ها) تا 150 متر (در محل ناودیس‌ها) متغیر است. در بخش شمالی خزر جنوبی تعداد زیادی جزیره و برآمدگی زیر آب وجود دارد كه منشأ بیشتر آنها گل‌فشان است. بار رسوبی رودخانه كورا نقش مهمی در فرایندهای تجمعی سواحل باختری خزر جنوبی ایفا می‌كند.

در حالیكه شیب قاره در ناحیه شرق خزر ناچیز و ژرفا در مرز فلات قاره با شیب قاره 130-110 متر است. در بخش شمالی این ناحیه تعداد زیادی جزیره و برآمدگی زیر آب موجود دارد، كه منشأ بیشتر آنها گل‌فشان می‌باشد.

بار رسوبی رودخانه ی كورا نقش مهمی در فرآیندهای تجمعی غرب خزر جنوبی دارد. ریخت‌شناسی سطح فلات قاره در جنوب شرقی پلكانی می‌باشد. فلات قاره در بخش جنوبی خزر جنوبی بسیار كم عرض و پرشیب بوده و شیب قاره ساختاری پیچیده دارد. در بخش شمال غربی دارای زوایه تند و در جنوب غربی ملایم است.

 شیب قاره در بخش شرقی نیز كم و بیش پرشیب است. بخش عمیق در خزر جنوبی نسبت به خزر میانی دارای ساختار پیچیده‌تری می‌باشد، فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌ها با امتداد جنوب شرقی-شمال شرقی و یا شمالی-جنوبی كه سطح آنها توسط گل‌فشا‌ن ها پوشیده شده است.

1- مرز فلات قاره 2- مرز شیب قاره با حوضة عمیق 3- حوضة بسیار عمیق 4- مرز سطح فلات قاره دیرینه 5- بخش‌های فرسایشی در اعماق مختلف 6- محور بیشینه خمش در عهد حاضر 7- زمین لغزش 8- جریان‌های موقت 9- مرز دره اورال 10- آثار رودخانه‌های قدیمی 11- ناهمواری‌های فرسایشی 12- محور تاقدیس‌های اصلی 13- گل‌فشانها 14- دلتای ولگا 15- نواحی فرسایشی 16- نواحی تجمعی 17- مناطق با ناهمواری‌های تفكیك شده در ارتباط با بالا آمدگی‌های اخیر.

 پوسته ی بستر خزر جنوبی بیشتر ویژگی اقیانوسی از خود نشان می‌دهد. ستبرای رسوبات نهشته شده بر روی پی‌سنگ بلورین از شمال به جنوب دریای خزر افزایش می‌یابد و به حداكثر 24 كیلومتر در خزر جنوبی می‌رسد.

در آغاز كواترنری پسروی بزرگ در دریای خزر روی داد بطوریكه تراز آب آن 300 متر پایین‌تر از تراز كنونی بود. از اینرو بستر قدیمی دریا بسرعت فرسایش یافت و در دریای خزر دره‌های رودخانه‌ای و مسیرهای زمین‌لغزشی گسترش یافت. در این زمان همچنان دریای خزر از دریاهای آزاد جدا بود و نوسان تراز آب آن یكی از شاخص‌های عمدة این حوضه شد. در كواترنری در خزر میانی ستبرای رسوبات به حداكثر 1 كیلومتر و در خزر جنوبی به 5/1 كیلومتر می‌رسد. فرونشست حوضه در در خزر جنوبی 3-2 كیلومتر در میلیون سال بود.