Фундаментом служат метаморфические и магматические докембрийские породы, выходящие в юго-зап. части бассейна на поверхность (Шилонгский и Микирский выступы). Осадочная толща имеет мощность до 4 км и более; на тектонически поднятых участках она представлена палеоген-неогеновыми и антропогеновыми отложениями, под которыми в погруженных зонах встречен мезозой и, возможно, палеозой. Верхняя часть разреза сложена терригенными отложениями; в эоцене кроме глин и песчаников встречены известняки. Отмечены угловые несогласия в залегании слоев на трех уровнях. Осадочная толща прогиба вблизи гор Нача осложнена рядом мелких и крупных разрывов типа надвига и узкими асимметричными антиклинальными складками. С удалением от надвига Нача в платформенной области получают распространение мелкие дислоцированные брахиантиклинальные складки.
Разведочные работы были сосредоточены в юго-вост. части бассейна между р. Брахмапутра и горами Нача. Всего открыто 8 нефтяных месторождений и одно газовое, относящиеся к средним и мелким. Основными месторождениями являются Нахаркатья, Моран, Лаква, Рудрасагор, Гелики и Дигбой. В складчатой зоне месторождения приурочены к узким асимметричным антиклинальным складкам, в платформенной области — к брахиантиклиналям. Месторождения многопластовые. Продуктивными являются песчаники олигоцена и миоцена. Залежи относятся к пластовым сводовым, частью к дизъюнктивно и литологически ограниченным.