Строение Ирианского прогиба осложнено поперечным поднятием Джелпура, продольным о. Якен, а также разломами различной ориентировки. Региональный сброс Якен-Соронг рассекает прогиб в его осевой зоне. Фундамент образуют: в южной части верхнепалеозойские и нижнемезозойские метаморфические комплексы, в северной — океанические базальты (зона обдукции). Максимальная мощность кайнозойского осадочного чехла 6 км. В нижней части разреза (верхний эоцен — нижний миоцен) развиты глубоководные вулканические и континентального склона образования, включая турбидиты. В неогене широко представлены известняки и другие карбонатные разности пород, присутствуют также вулканиты основного и среднего состава. Доля морских отложений в чехле превышает 80 %. Карбонатные породы составляют до 50 % разреза, сюда входят и регионально прослеживаемые горизонты рифогенных известняков (миоцен). Максимальные мощности осадочного чехла наблюдаются в осложняющих Ирианский грабен впадинах, имеющих в основном субширотное простирание.
Поисково-разведочные работы на нефть и газ начаты в 60-е годы; с 1972 г. ведется бурение. Общие геологические предпосылки, а также результаты исследования РОВ осадочной толщи подтверждают наличие нефтематеринских свит в разрезе. Свидетельством этого являются также многочисленные нефтегазопроявления в отложениях миоцена и плиоцена, обнаруженные в пределах суши. В 1973 г. на шельфе было открыто мелкое газовое месторождение R-1. Продуктивны песчаники неогена свиты Мамберамо, залегающие на глубине 1770 м. Начальные геологические потенциальные ресурсы жидких УВ Ирианской НГО составляют 0,9 млрд. т, газообразных 0,55 трлн. м3. Извлекаемые ресурсы соответственно 0,3 млрд. т и 0,4 трлн. м3, в том числе 0,14 млрд. т и 0,2 трлн. м3 на шельфе.