В соответствии с современными воззрениями Туранскую плиту делят на Северо-Туранскую и Южно-Туранскую, которые относят к разным складчатым поясам: Урало-Тянь-Шаньскому и Средиземноморскому.
Породы фундамента выходят на поверхность на очень ограниченной территории. Начало формирования осадочного чехла плиты связывают с морской трансгрессией конца средней – начала верхней юры. С этого времени и до конца миоцена море неоднократно наступало на территорию Туранской плиты. Самыми обширными были позднемеловая и палеогеновая трансгрессии.
В плиоцене морские условия сохраняются лишь на крайнем западе в тектонических прогибах, где накапливаются мелководные отложения. К югу в их составе возрастает роль конгломератов. Отступание кайнозойских морей к западу было связано с поднятием в это время горных сооружений Средней Азии.
В четвертичное время происходили неоднократные колебания уровня Каспийского моря. Бакинская, хазарская и хвалынская трансгрессии захватывали западную часть Туранской плиты. Самой значительной была хвалынская трансгрессия, во время которой уровень Каспия поднимался на 50 м выше современного и море распространялось до 56° в. д.
В неоген-четвертичное время наибольшую подвижность приобретают южные блоки плиты, примыкающие к областям альпийской складчатости. Происходит интенсивное опускание юго-восточного блока. В юго-западном блоке новейшие движения имеют резко дифференцированный характер. Интенсивно опускается (до 1000 м) участок, примыкающий к Предкопетдагскому прогибу. Продолжают погружаться прогибы, разделяющие положительные структуры фундамента. Северные блоки плиты преимущественно поднимаются. С неотектоническими движениями связано возникновение Балхаш-Алакольской наложенной впадины. С этими движениями связано формирование различных типов морфоструктур в пределах Туранской равнины.
Поднятие гор и регрессия моря обусловили нарастание сухости климата и формирование рельефа в неоген-четвертичное время в континентальных, преимущественно аридных условиях.
В четвертичное время на Туранской равнине происходила смена плювиальных (влажных) периодов, совпадающих с периодами оледенении, и ксеротермальных (жарких и сухих), соответствующих межледниковым. В периоды оледенении ледники в горах спускались довольно низко и интенсивно таяли. Мощные водные потоки выносили на равнину массу мелкозема, преимущественно песка. В межледниковья равнины иссушались, и происходила эоловая переработка накопленного материала. Смены сухих и более влажных периодов характерны и для голоцена. Однако в течение всего четвертичного периода климат оставался резко континентальным и аридным.
Рельеф
На территории Туранской равнины находятся обширные возвышенности и низменности, останцовые низкогорные массивы и глубокие безводные впадины. Центральную часть страны занимает Туранская низменность. Западные районы равнины, примыкающие к побережью Каспийского моря, лежат ниже уровня Мирового океана. От Туранской низменности высоты постепенно нарастают к юго-востоку, по направлению к окаймляющим страну горам. Наиболее крупными возвышенностями являются Бадхыз и Карабиль (400-984 м), расположенные в южной части страны, Тургайское плато (150-400 м), плато Устюрт (100-350 м). На междуречье Амударьи и Сырдарьи находится ряд останцовых возвышенностей и низкогорных массивов, известных под названием «Кызылкумские горки» (Букантау, Тамдытау, Кульджуктау и др.).
Днища наиболее глубоких впадин, сосредоточенных в западной части равнины, лежат почти на 100 м ниже уровня моря: Карагие (-132 м) – самая глубокая в СССР и третья в мире, Акджакая (-81 м), Карынжары (-70 м). Таким образом, амплитуда абсолютных высот в пределах равнины превышает 1000 м. Особенно велики колебания высот в северо-западной части равнины.
В размещении крупных орографических элементов отражаются неровности фундамента Туранской плиты. Чаще всего возвышенности соответствуют поднятиям фундамента: Заунгузское плато (Центральнокаракумское поднятие), Тургайское плато (Кустанайская седловина), Мангышлакское плато (Мангышлакское поднятие) и т. д. Понижения рельефа приурочены к отрицательным структурам: низменные равнины северного Приаралья (Южно-Тургайский прогиб), Юго-Восточные Каракумы (Мургабский прогиб), Чуйская впадина и т. д. Но иногда встречаются и обращенные соотношения: плато Устюрт, впадина Кара-Богаз-Гол.
Преобладающими типами морфоструктур являются аккумулятивные равнины и пластовые равнины и плато. Аккумулятивные равнины приурочены к областям новейших опусканий или замедленных поднятий. Они занимают большие пространства в Приаралье: северные районы Кызылкум, Приаральские Каракумы, Б. и М. Барсуки. Аккумулятивные равнины тянутся сплошной полосой вдоль горных сооружений от побережья Каспия до оз. Алаколь. Со стороны гор в полосу аккумулятивных равнин внедряются невысокие хребты: Чу-Илийские горы, Каратау, Нуратау, отроги Копетдага, разобщая ее на изолированные песчаные пустыни – «кумы»: Прикаспийские Каракумы, Центральные и Юго-Восточные Каракумы, Мойынкумы, пески южного Прибалхашья. Пески Приаральских Каракумов возникли в результате выветривания меловых и палеогеновых песчаников. Во всех остальных массивах пески были вынесены реками из гор. Это – аллювиальные, дельтовые и аллювиально-озерные пески. Они достигают мощности 700-900 м и имеют четвертичный возраст.
Платообразные пластовые равнины и плато приподняты над более молодыми аккумулятивными равнинами на 100-200 м. Их поверхность обычно бронирована горизонтально залегающими пластами устойчивых к денудации пород. Чаще всего такими породами являются известняки и железистые песчаники. Этот тип морфоструктур преобладает в западной и северной частях страны. К нему относятся: Красноводское плато, Мангышлакское плато, Устюрт, Тургайское плато, западная часть Бетпак-Далы. Нередко плато имеют четко выраженные крутые краевые уступы (чинки) высотой обычно 50-80 м. Формирование чинков связано с тектоническими, денудационными или абразионными процессами.
Промежуточное положение между этими двумя типами морфоструктур занимают пластовые равнины, и плато, перекрытые чехлом рыхлых отложений малой мощности (10-20 м). К этому типу относятся Заунгузское плато и Кызылкумское плато (центральная часть Кызылкум).
Останцовые возвышенности, низкогорные массивы и гряды приурочены к зоне глубинного Гиссаро-Мангышлакского разлома, вдоль которого происходят интенсивные новейшие поднятия. К этому типу морфоструктур относятся Кызылкумские горки, Султан-Увайс, Мангыстау и другие низкогорные гряды на Мангышлаке.
Развитие рельефа Туранской равнины в течение плиоцен-четвертичного времени протекало в основном в аридных условиях. Это нашло свое отражение в характере морфоскульптуры как аккумулятивных, так и денудационных равнин и останцовых массивов, в формировании которых ведущая роль принадлежит ветру.
Денудационные равнины северной и западной частей страны – это область разрушительной деятельности ветра. Они размещены там, где скорости ветра максимальные (5,5-8,0 м/сек). При таких скоростях преобладает дефляция – выдувание. Основное количество поднимаемого ветром с поверхности мелкозема выносится за сотни и тысячи километров. Здесь он накапливается лишь на участках с богатой растительностью (в долинах, дельтах). При дефляции возникают преимущественно отрицательные формы рельефа.
Ветер, несущий песчинки, обладает огромной разрушительной силой. Он выбивает замкнутые понижения разнообразных размеров (от нескольких сантиметров до многих километров в поперечнике) даже на гранитах Казахского мелкосопочника. Еще интенсивнее этот процесс протекает на осадочных породах Туранской равнины, особенно в тех случаях, когда происходит их распыление в процессе соленакопления. Именно с этим связано обилие бессточных замкнутых котловин на Туранской равнине, особенно в ее западной части. Расчеты, проведенные для впадины Карынжарык, имеющей относительную глубину около 300 м, показали, что со скоростью выдувания материала всего 1 мм в год она могла образоваться за 300 тыс. лет.
Дефляция может создавать и положительные формы рельефа – останцы выветривания причудливой формы (турткули). Они встречаются по окраинам плато (у чинков), у крутых берегов рек, на низкогорных массивах и грядах.
Несмотря на широкое распространение известняков на западных плато, карстовые процессы здесь развиты слабо, а встречающиеся карстовые, суффозионные и эрозионные формы являются преимущественно реликтовыми. Сухой климат обеспечивает их консервацию и длительную сохранность. Лишь чинки интенсивно расчленяются молодыми эрозионными формами: рытвинами, руслами временных водотоков.
В центральных районах равнины, где скорости ветра ниже, преобладает не вынос, а перевевание песков. Здесь формируется эоловый рельеф: гряды, бугры, барханные цепи и разделяющие их котловины выдувания. На песчаных аккумулятивных равнинах Средней Азии наибольшим распространением пользуется грядовый и бугристый рельеф. Нередко поверхность аккумулятивных равнин пересекают древние сухие русла рек (Келифский Узбой, Унгуз, Узбой, и др.).