Przez mniej więcej środek kraju z północnego zachodu na południowy wschód ciągnie się rozległa Nizina Kurańska. Obszar ten jest tektonicznym zapadliskiem, który został zalany wodami zatoki morskiej w okresie miocenu. Pod koniec trzeciorzędu i w czwartorzędzie na jej powierzchni osadziła się gruba warstwa piasków i glin nanoszonych przez rzeki.
Po obu stronach doliny kraj jest wyżynno-górzysty z przewagą gór. Na północy wznoszą się pasma górskie wchodzące w skład południowo-wschodniej części Wielkiego Kaukazu Jest to obszar młodych fałdowań alpejskich, gdzie góry te zostały sfałdowane i ostatecznie wypiętrzone w okresie orogenezy alpejskiej. Miało to miejsce pod koniec trzeciorzędu. Masyw Wielkiego Kaukazu na terenie Azerbejdżanu jest najwyższym masywem górskim, gdzie najwyższym szczytem kraju jest Bazardüzü o wysokości 4466 m n.p.m. Góry zbudowane są głównie z jurajskich, gliniastych łupków i wapieni. Po drugiej stronie Niziny Kurańskiej w południowo-zachodniej części kraju wznoszą się pasma górskie Małego Kaukazu. Góry te są zbudowane z wapieni kredowych i starych skał wulkanicznych. Masyw ten został wypiętrzony w środkowym trzeciorzędzie.