里海含油气盆地是继中东、西西伯利亚后的世界第三大油气资源富集区，被称为“第二个中东”“第二个波斯湾”。但是对于它的确切的油气资源含量，说法不一。根据美国能源部门的估计，里海地区的石油地质储量大概在2000亿桶。英国的BP公司2005年的年度报告中，认为里海的可开采储量为200亿～350亿桶。这个储量是非常大的。如果按2000亿桶计算，就占到世界整个地质储量的18％左右。除了石油资源，里海的天然气资源大概有14万亿立方米，占世界储量的4％～5％。储量是非常大的。
里海地区南部为盛产石油的海湾地区，北部有俄罗斯西西伯利亚油田，东侧也是中亚著名的产油区。海湾地区、西西伯利亚油田是位于世界上前两名的巨大能源区，里海地区的地质条件与周围产油地区的相似性显现出该地区油气资源巨大的开发潜力。
里海地区蕴藏着十分丰富的石油和天然气，而且随着地质勘探的不断深入、储量不断扩大，世界级新油田不断被发现，正逐渐成为可能仅次于中东和西西伯利亚的世界第三大油藏区，世界主要的能源供应基地之一。就质量而言，里海石油具有埋藏浅、品位高、杂质少、易开发等特点，属于轻质原油。
里海地区大多数石油和天然气储量尚未开发，甚至许多地段尚未勘查。阿塞拜疆石油资源（探明储量加可能储量）绝大部分在海上，哈萨克斯坦和土库曼斯坦石油资源总量中也有30％～40％在海上。整个里海地区目前的探明石油储量估计为180亿～350亿桶，高于美国（220亿桶）或北海（170亿桶）的探明储量。里海天然气储量更大，在里海油气储量（探明储量加可能储量）中，天然气约占2/3。按探明储量计，哈萨克斯坦、土库曼斯坦及乌兹别克斯坦均能排位于世界前20大天然气资源国之列。里海地区的探明天然气储量估计为9.5万亿立方米，可与北美（8.5万亿立方米）相比。
石油和天然气是这一地区最重要的资源。开发始于20世纪20年代，自从第二次世界大战结束以来得到相当发展，主要是依靠阿塞拜疆的巴库附近的里海沿岸油井。现在采用钻井平台和人工岛开采海底石油。2004年里海拥有剩余石油可采储量约13.64亿吨，其中哈萨克斯坦为7.5亿吨，土库曼斯坦为0.8亿吨，阿塞拜疆为1.6亿吨，伊朗为0.014亿吨，俄罗斯为3.68亿吨。另外，里海天然气资源丰富，剩余可采储量约4.8万亿立方米。其中哈萨克斯坦为1.84万亿立方米，土库曼斯坦为2.86万亿立方米，阿塞拜疆为0.13万亿立方米。在环保的压力之下，作为绿色能源的天然气具有如此巨大的可采储量，更加凸显了里海的能源意义。具体储量和产量见表10-1和表10-2。
表10-1 里海地区石油及天然气储量
表10-2 里海地区石油产量及出口量 单位：百万吨
从以上两表可知，在里海地区，哈萨克斯坦具有较强的石油优势，而土库曼斯坦具有较强的天然气优势，伊朗和俄罗斯在里海地区开发较少，尤其是伊朗一直未开发。
里海地区油气资源勘探开发程度相对较低，绝大部分尚未进行三维地震勘探，因而随着勘探的深入，石油可采储量仍有进一步增加的可能。纵观国际石油资源的地质勘探史，随着科技的进步，世界重要油藏、储层的石油资源总量、可采储量总是不断被刷新，处于逐年增加的趋势。里海地区未来潜力巨大。里海地区地广人稀，工业在国民经济中所占比重较低，能源需求小，因而里海石油出口潜力巨大。其中，哈萨克斯坦石油生产的90％，土库曼斯坦油气生产的75％都可供出口。