天山山系是中国西北地区的一个复杂造山带,中,新生代以来在印度板块与欧亚板块的腐冲碰撞的远程挤压效应影响下,发生了陆内俯冲。塔里木块和准噶尔地块相向俯冲天山之下,造成了山系的急剧隆升和冲断推覆,在构造重荷作用下,沿着天山南、北山前发育了陆内俯冲型前陆盆地,这一特点已为大多数学者所共识,然而,天山陆内造山带在形成过程中沿着走向却存在明显的变化,尤其是东,西天山在地壳厚度,山系海拔高度,地震活动烈度等方面均有较大的差异,总体上以西天山的活动性明显大于东天山为特点。发育于准噶尔地块内的博格达山在这一阶段表现出强烈的活动性,山系隆升和褶皱冲断控制其边缘前陆盆地的充填,与西天山相对应,这说明天山陆内造山过程中存在着转换作用,把西天山陆内俯冲的地壳缩短量转换到了博格达山地区,由此平衡东、西天山的差异。故称之为陆内造山转换带。
在地质历史上,天山地槽形成于震旦纪晚期。经加里东运动,特别是华力西运动,地槽发生全面性回返,褶皱隆起形成古天山山地。构成山地的主要岩石是古生代变质岩和火山碎屑岩及华力西期的侵入岩等。中生代至早第三纪末,古天山被剥蚀夷平成为准平原。晚第三纪,特别是上新世以后,准平原发生断块抬升,形成多级山地夷平面。后经冰川与流水交替作用,成为现代天山。是中国重要的地震带区。自1600~1979年,新疆500多次4.6级以上地震,有50%以上发生在这一地区。