カスピ海は黒海や地中海と同様にテチス海の名残である。大陸移動により550万年前に陸地に閉じ込められた。海水の塩分濃度が世界の海の3分の1なのは一度干上がり、塩分が岩塩として沈殿したためと考えられる。北部ではヴォルガ川などの流入で塩分が薄く、南部ではイランからの流入河川が少ないため塩分が濃いとされる。