
Альпийские горообразовательные процессы, происходившие в конце олигоцена и в начале миоцена, вызвали поднятие горных сооружений в восточной части Средней Азии и постепенное освобождение от моря среднеазиатских равнин. Изменения в рельефе и отступание морских вод отразились на климате, который в послемиоценовый период стал аридным, испытывая в разное время колебания в степени засушливости.
В рельефе западной части Средней Азии хорошо выражены две высотные ступени при свойственной им равнинности. В формировании высокой ступени участвуют преимущественно морские третичные карбонатные отложения. Не испытывая влияния речных потоков и воздействия моря, приподнятая часть рельефа Средней Азии более всего находилась под воздействием тектонических процессов. Благодаря им выделились Устюрт, Джанак, Красноводское плато. На Устюрте, сложенном горизонтально залегающими пластами, выделяются бессточные впадины. Наиболее крупные среди них Барса-Кельмес, ряд впадин под общим названием Ассаке-Аудан, Сарыкамышская котловина, дно которой опущено на 38 м ниже уровня океана. Сарыкамышская котловина служит приемником засоленных вод, удаляемых из Хорезмского оазиса по Озерному каналу. Образование бессточных впадин обязано, по-видимому, тектоническим опусканиям и последующим процессам суффозии и выветривания.
Длинное понижение Карынжарык разделяют Устюрт и Кендирли-Каясанское плато. Южная часть понижения находится в Туркменистане, остальная и большая часть — в пределах Казахстана. Происхождение Карынжарыка связывают с рекой верхнемиоценового или плиоценового возраста. Сток ее прекратился из-за климатических изменений и тектонических явлений.
На окраинах Устюрта, особенно на западе, заметно действие водотоков, образовавших балки, овраги, крутые обрывы.
Южнее Устюрта расположен Джанак, состоящий из плосковершинных возвышенностей и понижений, вытянутых с северо-запада на юго-восток. Возвышенности Капланкыр, Койматдаг высотой 300—330 м, с крутыми обрывами — чинками чередуются с обширными солончаковыми впадинами: Карашор, Кемальский солончак и др. Между возвышенностями Капланкыр и Челюнкры лежат пески Учтаганкум, между Джанаком и Красноводским плато — пески Чильмамедкум. Эти и другие массивы песков — часть более низкой высотной ступени равнин Средней Азии; по рельефу они сходны с Заунгузскими Каракумами. Высокие гряды здесь также чередуются с долинообразными котловинами. Гряды сложены неперевеянными песками и глинами. Днища котловин покрыты песками, заросшими пустынным мхом.