在构造体系控制下，柴达木盆地发育了寒武－奥陶系、石炭－二叠系、侏罗系、古近系及新近系烃源岩，油气资源丰富，油气资源量达66.5×108t油当量，油气资源转化系数仅10％左右，勘探潜力大。
盆地具有多时代、多层段的储盖组合：主要有－C－O、S－D、C－P、中生界及新生界储盖组合。
盆地的含油气体系统：柴西新生代含油气系统、柴北中生代含油气系统、柴中第四系含气系统及盆地古生代含油气系统。
当前油气勘探区主要集中在柴达木西、北及中部地区。
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