Месторождения Принуринской группы приурочены к каменноугольным отложениям, которые в виде синклинальных складок сохранились в глубоких меридионально вытянутых грабенах. Эти грабены располагаются в пределах поднятия, разделяющего Карагандинский бассейн и Тенизскую впадину. Район представлял некогда обширную, единую с Карагандинским бассейном площадь карбонового угленакопления. В связи с этим разрез угленосных отложений принуринских месторождений имеет много общих черт с разрезом Карагандинского бассейна. Приподнятые блоки, ограничивающие месторождения, сложены в основном девонскими образованиями, а опущенные блоки — осадками карбона.
По данным В.М. Бекмана, В.И. Капсамун и М.Д. Трифана, непосредственно в районе месторождений выделяются два типа интрузивных образований: среднедевонские гранитоиды и верхнедевонские жильные образования. Кроме того, в районе довольно широко развиты различные вторичные кварциты, образовавшиеся в основном по кислым эффузивам девона.