Чуй өрөөнү (чөл) жана анын түштүк тарабында жайгашкан Кыргыз тоосу каледондук Улутау-Северо-Тяньшандык структуралык-фасциалдык зонасынын чегинде орун алган, бул Тянь-Шанянын өзгөчө структуралык оси болуп эсептелет.
Чуй өрөөнүндө эки структуралык-геологиялык бөлүк айырмаланат: негизинен докембрий-палеозойдук жыныстардан турган тоо чөйрөсү; жана өзгөчө өрөөн, эки бөлүктөн турат: докембрий-палеозойдук фундамент жана мезо-кайнозойдук каптоо.
Кыргыз тоосу негизинен докембрий жана палеозой жыныстарынан турат, алар отложенный жана эффузивный келип чыгышы бар. Бул жерде метаморфикалык сланецтер, филлиттер, хлориттер, кремнийлер, кум таштары жана рассланцованная конгломераттардан турган калың свита негизги роль ойнойт. Кыргыз тоосунун жондору, Аспара дарыясынын жогору жагы жана Кегеты - Ысык-Ата дарыяларынын ортосундагы аймак маралайлык жана тюктык свиталардан турат: углистүү кварцит сланецтери, карбонат-хлорит, слюдялык гнейстер. Актюз свитасы эклогиттик жана гранулиттик фациядагы жыныстар менен көрсөтүлөт, т.е. калың (5000-6000 м.) биотиттик жана биотит-амфиболдук парагнейстер, аплитоподобдук ортогнейстер, мигматиттер, эклогиттер эң байыркы - төмөнкү протерозойдук жана архейдик курактагы. Свита каледондук доордо интенсивдүү дислокацияланган жана чоң батолиттер менен аркоз граниттери жана кичинекей порфир жиптери менен жарылаган. Каледондук курактагы граниттердин көбү Кыргыз тоосунда басымдуулук кылат. Ошондой эле герциндик интрузиялар бар.
Палеозой, Кыргыз Ала-Too'до, бардык жыныстар менен көрсөтүлгөн. Кембрий жыныстары Тёо-Ашуу ашуусунан батышта, тоонун оси боюнча байкалат. Бул жерде терригендик - порфириттер, кум таштары жана сланецтер өнүккөн.
Ордовик тоо чөйрөсүндө эки аянттын чыгышы менен белгиленет: бул Шамши жана Аспара дарыяларынын ортосунда, Курагаты дарыясынын жогору жагында. Ортаңкы ордовик чыгыш бөлүгүндө - вулканогенно-карбонаттык. Тоонун борбордук бөлүгүндө терригендик материалдар: кум таштары, алевролиттер, сланецтер мраморизованная кальциттер менен катмарлары бар (карабалтинская свита). Свитанын калыңдыгы маанилүү.
Ордовик-силур гранитоиддери Сокулук, Ала-Арча жана Ысык-Ата массивдерин түзгөн. Мерке жана Аспара (Ашмара) дарыяларынын жогору жагында диориттер жана кварцит диориттери киргизилген. Кристалдык сланецтер жана граниттер Кыргыз тоосунун осевой бөлүгүн түзөт.
Силурийдик отложения райондун аймагында табылган эмес, бирок кээ бир изилдөөчүлөр джарташтык майда жер жыныстарын глинистик, филлиттик сланецтер, алевролиттер ж.б. катары карап чыгууга мүмкүн деп эсептешет.
Девон жыныстары бардык бөлүктөрдө кездешет, негизинен Кыргыз тоосунун борбордук бөлүгүндө. Бул жерде девон жыныстарынын комплекси төмөндөн жогору бир нече свиталардан (сугандинская, кастекская ж.б.) турат, конгломераттардан, гравелиттерден, кум таштарынан жана аргиллиттерден турат.
Карбон бул аймакта кеңири өнүккөн. Төмөнкү карбон отложениянын курамы терригендик: сары конгломераттар, кум таштары, алевролиттер - алардын калыңдыгы 700 м. (Ибрагимов ж.б., 1985). Визей жыныстарынын эң толук кесили Кегеты, Ак-Суу, Кара-Балта дарыяларынын өрөөнүндө орнотулган, ал жерде сары-жашыл кум таштары, туфтар, кальциттер (100-600м.) менен түзүлгөн. Намюр жыныстары - кызыл түстөгү кум таштары, алевролиттер ж.б. Кегеты дарыясынын бассейнине (кегетинская свита, калыңдыгы 300м.) толук сүрөттөлгөн. Ортаңкы жана жогорку бөлүктөр ортокская свитасынын чыгышы менен Шамшы дарыясынын өрөөнүндө көрсөтүлгөн.
Пермдик отложения Кыргыз тоосунда сейрек кездешет. Бул түшүнүктүү: пермде Түндүк Тянь-Шань геоантиклиналык режимди башынан өткөрүп, осадконакопление болгону гана кечки герциндик наложенные прогибдерде болгон. Мындай прогибдердин бири Кыргыз тоосунун чыгыш бөлүгүндө (Шамшы, Конорчок, Кокжар-Суу, Ашукольтер дарыяларынын өрөөндөрүндө) жайгашкан, анда вулканогенно-терригендик жыныстардан турган калыңдык 600-1700 м. түзүлгөн (Кнауф, Королев ж.б., 1972).
Мезозой системасынын отложения - триас-юрдик углененосная калыңдык Чу-Илий тоолорунун түштүк-батыш жээгинде, Благовещенка айылынан 10 км. аралыкта табылган.
