Территория Азербайджанской Республики по геологическому признаку относится к альпийскому складчатому поясу. 
Она включает в себя юго-восточные части Большого и Малого Кавказа и разделяющие их Куринскую межгорную впадину, а также различные пояса, охватывающие средне-каспийскую и южно-каспийскую впадины. В Азербайджанской Республике толщина земной коры меняется между 38-55 км. Максимальная толщина отмечена на территории Большого Кавказа, минимальная — на склонах Талышских гор. В геологической структуре территории присутствуют комплексы отложений всех геологических периодов, образованные от осадочных, вулканогенно-осадочных, вулканогенных и континентальных пород, начиная с Докембрия и включая отложения современного периода. В республике, в основном, распространены эвгеосинклинальные, миогеосинклинальные и молассовые отложения Мезозойского и Кайнозойского возрастов. На небольшой части имеются палеозойские субплатформенные отложения и метафорические породы Докембрийского периода.
Основными структурными единицами Азербайджанской Республики являются мегаантиклинорий Большого и Малого Кавказа, Куринской межгорной впадины. Мегантиклинорий Большого Кавказа — сложное строение; наряду с древними, в ней располагаются и молодые структуры.
Все описанные структуры антиклиналей Большого Кавказа, резко исчезая в реке Гирдман, замыкаются периклинальным образом на берегах Каспия на востоке. На участке Шемаха-Гобустанской синклинали продолжение Вандамских антиклиналей считается максимумом силой тяжести Яванлыдаг-Сангачала. Здесь, между реками Агсу и Гирдман, на Майкопских отложениях, находится толстый (1500 метров) покров меловых отложений (амплитуда горизонтального перемещения — 10 км), который называется Баскальским покрытием. На западе, между реками Мазым и Гирдман, значительная южная часть Вандамской антиклинали покрыта камнями.
Куринская межгорная впадина сформировалась за длительный геологический период. Однако современную конфигурацию получила только в четвертом периоде — Олигоцене. По длине фундамента впадины наблюдается ступенчатый спуск с запада на восток, а также с севера на юг, и в обратном направлении. Являясь производной структурой, находящейся на поверхности пластовых отложений непривычным образом накрывает лежащий внизу структурный комплекс. Имеются две впадины поперечного поднятия: Средне-куринская (Верхне-куринская впадина находится в Грузинской Республике) и Нижне-куринская.
Передняя впадина до Малого Кавказа тянется в юго-восточном направлении, параллельно Сомхети-Агдамской зоне Малого Кавказа. Она образована из осадков типа Палеогенового флиша и отложений Неогеново-антропогенной формации; хорошо просматриваемый на северо-востоке вдоль Курского ущелья до Евлаха, Куринский разлом ограничивается проходящим по Барда-Бейлаганской линии флексурным отклонением. Несмотря на ограничение на западе впадины разлома перед Малым Кавказом, юго-западная граница имеет вход и выход.
Участок Талышского разлома составляет непосредственно условное продолжение центральной части Малого Кавказа. Он находится на доальпийском фундаменте, возвысившимся в поперечном направлении. Тонкость верхнего мела образована из карбоната, отложений Палеогенно-низового флиша Эоцена, Средне-эоценовых трахибазальтов. Мелкие интрузивные массы участка находятся в Палеогене и, имея отношение к щелочно-базальтовым, габбро, диабаз-диоритовый и габбро-монсонит-сиеническим формациям, вместе с вулканогенными породами образуют единый магматический комплекс.
Талышская мегаструктура состоит из синклинальных тектонических блоков Джалилабад и Ярдымлы, а также Буроварского и Астаринского антиклинальных тектонических блоков.