Les séries sédimentaires du bassin d’Illizi comportent :
– Une série paléozoïque marine qui va du Cambro-Ordovicien au Westphalien.
– Une série d’argile rouge à gypse du Carbonifère supérieur, qu’on appelle en affleurement la série de Tiguentourine.
– Une série continentale mésozoïque contenant le Trias et Crétacé moyen.
– Un Crétacé supérieur marin représenté par le plateau de Tinrhert.
– Un plaquage de sable de dunes d’âge Quaternaire constituant un désert de plusieurs ergs.