Озеро сформувалося близько 10 мільйонів років тому і є залишками гіпотетичного суперокеану Тетіс, що пролягав між Євразійською, Африканською та Індійською континентальними плитами. Про океанічне минуле Каспію свідчить характер дна, а також геологічні відкладення узбережжя.