Фундамент Чуйской впадины находится на глубинах 500—2000 м и перекрыт осадочными толщами среднего и верхнего палеозоя (с крупными залежами медистых песчаников Джезказгана и мощной соленосной серией), а также континентальными породами мезокайнозоя. В северных Кызылкумах и Приаралье фундамент перекрыт серией палеозойских и мезокайнозойских толщ мощностью 1000—4000 м . В пределах Мангышлака нижние горизонты чехла (пермь — триас) мощностью свыше 10 км образуют систему сжатых складок западного и северо-западного направления. К породам мезозоя в этих складках приурочены крупные залежи нефти и природного газа (Жетыбай, Узень и др.). С мезо-кайнозойскими отложениями здесь связаны также месторождения бурого угля.

  Складчатый палеозой выступает на поверхность в горах Алтая, Тарбагатая, Джунгарского Алатау, в северных грядах Тянь-Шаня, в Каратау, в пределах Центрального К. Разнообразные по составу комплексы пород достигают мощности в десятки км . Наиболее древние породы метаморфизованы, превращены в гнейсы и сланцы. Верхние части разреза сложены слабо измененными породами.

  Среди допалеозойских и палеозойских образований по времени проявления главных тектонических движений выделяются комплексы, захваченные складчатостью каледонской и герцинской эпох. Каледониды образуют обширный древний массив, охватывающий весь С.-З. и З. Центрального К., а также Северный Тянь-Шань. Герциниды слагают Мугоджары, фундамент западной части Тургайского прогиба, юг Кызылкумов, Прибалхашье, горы Джунгарского Алатау, Тарбагатая, Алтая и Чингиза. В ряде мест (Мугоджары, Прибалхашье, Северный Тянь-Шань, Рудный Алтай, Калба) распространены вулканические покровы и граниты позднепалеозойского возраста, а местами и пояса гипербазитов. Палеозойские и более древние толщи образуют складчатые дуги, выгнутые в юго-западном направлении. В Мугоджарах и на З. Центрального К. они имеют меридиональное простирание; в Тянь-Шане и Джунгарском Алатау, а также на В. Центрального К. и на Алтае — широтное и северо-западное. Во многих горных областях К. энергично проявляются новейшие тектонические движения и сопутствующие им землетрясения.

  К складчатому палеозойскому фундаменту К. приурочены многие крупные месторождения рудных и нерудных полезных ископаемых, среди которых выделяются месторождения меди и полиметаллов Рудного Алтая, Центрального К., Джунгарского Алатау, Каратау. С палеозойскими гранитоидами связаны месторождения редких металлов Калбы и Центрального К. Собственно золоторудные месторождения сконцентрированы в Северном К. (Кокчетавская и Целиноградская области) и Восточном К. (Западная Калба). Значительное количество золота содержится в золото-колчеданно-полиметаллических месторождениях Рудного Алтая, Чингиза, Майкаина. Железо-марганцевые и железные руды разведаны в Атасуйском железо-марганцевом (Центральный К.) и Карсакпайском (Улутау) железорудных бассейнах. Впадины палеозойского фундамента заняты месторождениями Карагандинского и Экибастузского каменноугольных и Майкубенского буроугольного бассейнов. В вулканогенных породах и ультрабазитах складчатого комплекса Мугоджар распространены месторождения руд хромитов (Донское месторождение), никеля, кобальта, меди, золота, асбеста и др. Углисто-кремнистые сланцы кембрия вмещают пластовые залежи Каратауского фосфоритоносного и ванадиеносного бассейнов.

  По запасам и разнообразию полезных ископаемых К. — один из богатейших районов СССР. Большинство месторождений выявлено за годы Советской власти. К. занимает одно из первых мест в СССР по разведанным запасам хромитовых руд, меди, свинца, цинка, серебра, вольфрама, фосфоритов, барита, молибдена, кадмия, висмута, асбеста, пирофиллита.

  А. А. Богданов, Т. Гапуов.

  Климат. Отдалённость от океанов, обширность территории и особенности орографии обусловливают резкую континентальность и зональность климата. Благодаря юж. положению и небольшой облачности значительна солнечная радиация. Продолжительность солнечного сияния составляет от 2000 часов на С. до 3000 на Ю. Суммарная радиация увеличивается с С. на Ю. со 100 ккал/см² до140 ккал/см² . На С. зима холодная и продолжительная, в центральной части умеренно холодная, на Ю. в основном умеренно мягкая, непродолжительная, на крайнем Ю. — мягкая. Средняя температура января повышается от — 18 °С на С. до — 3°С в самой юж. части равнинного К. Зимой, вследствие проникновения с С. и С.-З. холодных масс континентального арктического воздуха, в северном и центральном районах бывают морозы до — 45 °С, на Ю. иногда до — 35 °С. На равнинах лето продолжительное, сухое. На С. оно тёплое, в центральной части очень тёплое, а на Ю. — жаркое. Средняя температура июля возрастает с 19 °С на С. до 28—30 °С на Ю. В горах лето короткое, умеренное, зима сравнительно тёплая. Осадков почти везде мало. В лесостепи в среднем в год выпадает 300—400 мм осадков, в степи их количество снижается до 250 мм , в Казахском мелкосопочнике возрастает до 300— 400 мм , а в полупустыне и пустыне снижается до 200—100 мм . Особенно мало осадков (меньше 100 мм в год) в Прибалхашье, на Ю.-З. приаральских Кызылкумов и Ю. Устюрта. В предгорьях и горах в год выпадает от 400 до 1600 мм осадков. На С. и в центре максимум осадков приходится на летние месяцы, на Ю. — на раннюю весну. Почти для всей территории К. характерны сильные ветры. Зимой на С. преобладают юго-западные ветры, а на Ю. — северо-восточные, летом везде господствуют северные ветры. Продолжительность вегетационного периода на С. 190—200 дней, на Ю. 230—290 дней.

  Оледенение. Общее число ледников превышает 2700, а их площадь около 2000 км² , вся масса льда и фирна около 60 млрд. м³ . Долинные ледники составляют примерно ¹ /₅ всех ледников, но на них приходится больше ¹ /₂ их общей площади. Главные районы оледенения — Джунгарский Алатау, хребты Тянь-Шаня, Берельский узел оледенения на Алтае.

  Внутренние воды. Разнообразие рельефа и климата обусловливает неравномерное распределение поверхностных вод. Очень мало рек в пустынях, гораздо больше их на С. и в высокогорных районах. Насчитывается около 85 тыс. рек, из них 90% составляют реки и временные водотоки длиной менее 10 км и только 228 рек имеют длину свыше 100 км . Вост. и юж. хорошо увлажнённые высокогорные районы, с которых стекают наиболее крупные реки, характеризуются большой густотой речной сети (0,2—0,4 км/км² , в северной части К. этот показатель составляет 0,03—0,05 км/км² , а в зоне пустынь ещё меньше). Большая часть рек принадлежит к внутренним замкнутым бассейнам Каспийского и Аральского морей, озёр Балхаш, Тенгиз, Шалкар, Карасор и только реки Иртыш, Ишим и Тобол относятся к бассейну Оби. Крупные реки бассейна Каспийского моря — Урал и Эмба, Аральского моря — Сырдарья. В озеро Балхаш с Ю. впадают реки Или, Каратал, Аксу, Лепсы, с С. — реки Аягуз, Баканас и Токрау. Озеро Тенгиз, кроме небольших временных водотоков, принимает одну из значительных рек К. — Нуру. Бассейны небольших рек: Иргиз, Тургай, Сарысу, Чу и др. образуют самостоятельные области замкнутого стока. Преобладают равнинные реки снегового питания с весенним половодьем. Многие из них летом пересыхают, частично распадаются на плёсы. На Ю. и В. много горных рек, питающихся ледниками и снегами. У них половодье приходится на весенне-летнее время. Горные реки отличаются максимальной водностью и играют важную роль в народном хозяйстве. На них ежегодно можно получить более 160 млрд. квт ×ч   электроэнергии, Общий поверхностный сток в пределах К. 112 км³ в год. На Ю. реки используются на орошение, от многих из них проведены магистральные каналы. От Иртыша берёт начало канал Иртыш — Караганда, построенный для водоснабжения промышленности Центрального К. Для регулирования стока и использования вод на орошение и обводнение на Сырдарье сооружены Кзыл-Ординская плотина, Чардаринское водохранилище и Казалинский гидроузел, на Иртыше — Бухтарминское водохранилище, на р. Или — Капчагайское водохранилище, на р. Тобол — Каратомарское водохранилище, на Ишиме — Сергеевское и др. Иртыш, Или, Урал, Сырдарья (от устья до Казалинска) судоходны. В К. свыше 48 тыс. озёр общей площадью 45 тыс. км² , из них 94% имеют площадь до 1 км² , это в основном пойменные и дельтовые озёра. Озёр с площадью больше 100 км² всего 21. Среди них Балхаш, Зайсан (вошедшее в состав Бухтарминского водохранилища), Алаколь, Тенгиз, Селетытениз, Сасыкколь, Кушмурун, Маркаколь, Улькен-Карой и др. В пределы К. заходят северная и северо-восточная части Каспийского и северная часть Аральского морей. В К. свыше 4 тыс. прудов и водохранилищ. Большинство озёр бессточные. Их уровень резко колеблется по сезонам и годам, а очертания и размеры периодически меняются. В засушливые годы многие из них пересыхают или превращаются в соры. Больше всего озёр в северной части К., где много замкнутых понижений. В степной зоне, в горах и по долинам крупных рек преобладают пресные озёра, а в полупустынной, пустынной зонах и межгорных впадинах — солёные. На многих озёрах добывают разнообразные соли, свыше 30 озёр имеют лечебные грязи и рапу. Во многих районах имеются большие запасы пресных и слабосолоноватых подземных вод, которые частично используются промышленными и с.-х. предприятиями. Ресурсы подземных вод К. оцениваются в 7000 км³ . Много минеральных источников.