Formalaşması
Xəzərin formalaşması 10 mln. il əvvəl başlamışdır və bu müddətdə onun səviyyəsinin müxtəlif hündürlük və periodlu bir neçə transqressiya və reqressiya fazaları baş vermişdir. Üçüncü geoloji dövrdə (70 mln. il əvvəl başlamışdır) Pontoxəzər hövzəsinin Tetis okeanı və cənub dənizlərindən izolyasiyası və tədricən ayrılması başlamışdır. Pont dövrünün sonunda, orta pliosendə (10 mln. il əvvəl) müasir Qara və Xəzər dənizlərinin tutduğu ərazini əhatə edən, nəhəng və qapalı Sarmat dənizi müxtəlif hissələrə parçalandı, ayrıca izolyasiya olunmuş hövzə kimi Xəzər dənizi yarandı. Dördüncü dövrdə (500 min il əvvəl başlamışdır) Xəzər dənizi Kuma-Manıç çökəkliyi vasitəsi ilə Qara dənizlə birləşmişdir. Axırıncı geoloji dövrdə Xəzər dənizi səviyyəsinin dəyişmə amplitudası 300 m-ə yaxındır. Bəzi hallarda Şimali Xəzərin hamısı və Orta Xəzərin isə bir hissəsi tamam qurumuş, ancaq cənub Xəzər-Lənkəran çökəkliyi su ilə dolu olmuşdur.
Fiziki-coğrafi səciyyəsi
Xəzərin 6500-6700 km-lik (adalarla birlikdə 7000 km) sahil xəttində beş dövlət yerləşmişdir. Bu ölkələrin malik olduğu sahil xəttinin uzunluğu təqribən belədir: Azərbaycan Respublikası-955, Qazaxıstan-2320, İran İslam Respublikası-724, Rusiya Federasiyası-695, Türkmənistan-1200km.
Dəniz meridian boyunca S latın hərfi şəklində uzanmışdır, 47°17' şimal enliyi və 36°33' cənub uzunluğu koordinatları arasında yerləşmişdir. Meridian boyunca dənizin uzunluğu 1200 km-ə yaxındır, orta eni 310, ən böyük və ən kiçik enləri isə müvafiq olaraq 435 və 195 km-dir. Xəzər dənizi səviyyəsi periodik olaraq dəyişdiyindən onun səthinin sahəsi və sularının həcmi dəyişkəndir. Hazırda dənizin səviyyəsi dünya okeanı səviyyəsindən -26,75 m aşağıdır. Dənizin bu səviyyəsində onun səthinin sahəsi 392.600 km2, sularının həcmi isə 78.648 km3-dir və bu həcm Yer kürəsindəki ümumi göl su ehtiyatlarının 44%-ni təşkil edir. Maksimal dərinliyi 1025 m-dir və bu baxımdan Dünya Okeanının Qara, Baltik, Sarı dənizləri ilə müqayisə oluna bilər, Adriatik, Egey, Tiren, Sulu və digər dənizlərdən isə dərindir.
Xəzərin su yığma hövzəsi 3,1-dən 3,5 mln. km2-ə qədərdir və bu ərazi dünya qapalı su hövzələrinin 10%-ni təşkil edərək şimaldan cənuba 2500 km uzanır, eni isə qərbdən şərqə 1000 km-ə yaxındır. Aşağıdakı 9 dövlətin ərazisi tamamilə və yaxud qismən bu hövzəyə daxildir: Azərbaycan, Qazaxıstan, Ermənistan, İran, Gürcüstan, Özbəkistan, Rusiya, Türkiyə və Türkmənistan. Su yığma hövzənin böyüklüyünə və qapalı olduğuna görə Xəzər dənizini Yer planetinin böyük ərazisinin iqlim indikatoru adlandırmaq olar.
Morfoloji quruluşu və fiziki-coğrafi şəraitinə görə Xəzər dənizini üç müxtəlif hissəyə bölmək qəbul olunmuşdur: Şimali, Orta və Cənub Xəzər. Şimali və Orta Xəzər arasında şərti sərhəd kimi Çeçen adası ilə Tüb-Karaqan burnunu, Orta və Cənub Xəzəri isə Çilov adası ilə Həsən-Qulu burnunu birləşdirən xətlər qəbul olunmuşdur. Təbii sərhəd kimi Şimali Xəzəri, Tüb-Karaqan yarımadasından başlanıb Qulalı sayı və sonra da Çeçen yarımadasına uzanan dayaz (10m), Manqışlaq astanası ayırır. Orta və Cənubi Xəzəri, Abşeron və Cələkən yarımadaları arasında uzanan sualtı yüksəklik — Abşeron astanası bölür. Sahəsinə görə Şimali, Orta və Cənubi Xəzərin sahəsi dənizin ümumi sahəsinin, müvafiq olaraq, 25, 36 və 39%-nə bərabərdir. Dənizin şimal, orta və cənub hissələrinin maksimal dərinliyi müvafiq olaraq 25, 788, 1025, orta dərinlikləri isə 4,4, 192 və 345 m-dir.