铁木里克矿区在大地构造位置位于哈萨克斯坦板块(Ⅰ),伊犁微型板块(Ⅱ),阿吾拉勒晚古生代弧后盆地(Ⅲ)北侧。铁木里克矿区属阿吾拉勒山铁、铜成矿带,其东部的予须开普台铁矿为大型铁矿床。区域出露有石炭系、二叠系、侏罗系、第三系和第四系地层。区域断裂构造发育,可分为北西向、东西向和北东向三组。