Палеозойға дейін, яғни архей және протерозой эраларында, республика аумағын тұтастай дерлік теңіз суы басып жатқан геосинклинальды аймақ болды. Қазақстанның батыс аймағында ғана жер қыртысының тұрақтанған белігі (учаскесі) Шығыс Еуропа (Орыс) платформасының шағын аймағы қалыптасты. Палеозойдың басынан бастап платформаның бұл аймағы біртіндеп төмен түсіп, оның бетін теңіз суы басты. Теңіз түбіне жиналған шөгінді жыныстар платформаның қазіргі шөгінді жамылғысын құрайды. Палеозой эрасында екі рет тау түзілістері болды. Бұл эрада дамыған геосинклиналды аймақтарда орын алған қатпарлықтар — каледон, герцин қатпарлықтары деп аталады.
Палеозойдың алғашқы жартысында каледондық тау түзілу кезінде қозғалмалы кұрлықтар қалыптаса бастады. Күшті тектоникалық қозғалыстар әсерінен геосинклиндер орнына Сарыарқаның солтүстік батысы мен Тянь-Шаньның солтүстігіндегі тау жүйелері құрылған.
Теңіз біртебірте тартылып, кұрлық көлемі ұлғая берген. Ежелгі Шығыс Еуропа платформасы да көтерілуге ұшырады. Жанартаудын, әрекетіне байланысты пайдалы кен казба байлықтары пайда болды. Тектоникалық козғалыстардың әрекетінен пайда болған жарьщтақтардағы магмалық жыныстармагний мен темір элементтеріне бай болып келеді.
Палеозойдың аяғына таман жүзеге асқан герциндік тау түзілу процесі кезінде Алтай және Жетісу Алатауы, Сарыарканың шығыс бөлігі және Мүғалжарөңірлері көтерілді. Бұл кезеңде Қазақстанның едәуір бөлігі жер қыртысының тұрақтаған бөлігіне айналып біршама көтерілген соң, оны екінші қайтара теңіз суы басқан жоқ. Осы кезеңде республиканың батысындағы Шығыс Еуропа платформасы мен Еуразияның солтүстік-шығысындағы Сібір платформасыкөтеріле бастады.
Мезозой эрасында теңіз тек Батыс Қазақстанды басып жатқан. Осы эраның аяғында көптеген шығанақтар пайда болып, теңіз Сарыарқаға дейінгі аралықты қамтыған. Онда өзендердің қүрлықтан ағызып алып келген шөгінділері жиналған. Мезозой эрасы жер кыртысының салыстырмалы түрде тыныш кезеңі болған:бұл кезде тектоникалык козғалыстар баяу болған, бірде-бір тау жүйесі түзілмеген. Палеозойда құрылған тау жүйелері сыртқы күштердің әсерінен үгіліске ұшырап, мезозойдың аяқ шенінде Қазақстан жері біршама тегіс аймакка айналған.
