Широкая складчатая структура Мангышлакского нагорья (Мангыстау) образовалась в мезокайнозойском осадочном покрове эпигерцинской платформы в связи с местным поднятием складчатого основания Туранской плиты, являющейся частью этой платформы.
Породы основания выходят на поверхность в центре Мангышлакского нагорья, составляя низкогорный кряж Каратау (г. Бесшокы, 556 м).
В грубой схеме Мангышлакское нагорье представляет собой антиклинальную складку, ядро которой образовано складчатым герцинским основанием из пород верхней перми, триаса и юры. В связи с погружениями и поднятиями шарнира складки по одной линии располагаются три выступа герцинского основания - Западный Каратау, Восточный Каратау и Каратаучик (самый конкрециями диаметром до 1,5-2 м (местами до 3 м и более).
Окрестности гор Айракты в Мангышлакском нагорье
В результате выветривания песчаника и удаления песка конкреции оказались на поверхности, образовав скопления в виде рядов гигантских шаров, полых внутри в тех случаях, когда внутренние части конкреций выдуты.
Мангышлакское нагорье характеризуется пустынными ландшафтами, относящимися к северной зоне среднеазиатских пустынь. На наиболее приподнятых участках гребней не только Каратау, но и Северного Актау в соответствии с закономерностью высотной зональности пустынный ландшафт сменяется полупустынным. Мангышлакское нагорье относится к важному району горнодобывающей промышленности, а также используется в качестве пастбища.
Вид на пустынный ландшафт Мангышлакского нагорья
За пределами складчатого Мангышлакского нагорья представляет собой невысокое (150 - 175 м) известняковое плато с глубокими бессточными солончаковыми впадинами на юге (в том числе громадная впадина Карагие −132 м).
На южном Мангышлаке обнаружены крупные месторождения нефти (Жетыбай, Узень). С севера к Мангышлаку присоединяется низменный полуостров Бузачи с песками, глинистыми равнинами и солончаками.
Мангышлак относится к северной пустынной зоне, представляя собой пространства глинистых, отчасти каменистых, песчаных (на востоке и северо-востоке) и солончаковых пустынь. Е. В. Лобова (1960) относит Мангышлак, как и боольшую часть Устюрта, к Туранской провинции карбонатных серо-бурых почв.
