Kazachstan jest jednym z pięciu państw nadkaspijskich. Dla tego kraju produkcja i sprzedaż węglowodorów jest najbardziej dynamicznie rozwijającą się gałęzią przemysłu. Zyski z tej działalności tworzą dużą część PKB i stanowią pokaźną zastrzyk przychodów dla budżetu.

Pokaźne, zasoby surowców koncentrują się w okolicach  obszarów Kaszagan, Tengiz i Karaczaganak. Pole naftowe Kaszagan położone jest 80 kilometrów na południowy wschód od miasta Atyrau w północnej części rejonu Morza Kaspijskiego. Z kolei pole Tengiz położone jest wzdłuż północno-wschodniej linii brzegowej Morza Kaspijskiego. Natomiast pole naftowe Karaczaganak położone jest około 150 kilometrów na wschód od miasta Uralsk na północnym zachodzie Kazachstanu.

Większość złóż gazu położona jest na zachodzie kraju w pobliżu rejonu Morza Kaspijskiego. Do najważniejszych pól gazowych zaliczają się Amangeldy, położone na południu kraju, oraz Zhanazhol, położone około 250 kilometrów na południe od miasta Aktobe na zachodzie Kazachstanu.

Kazachstan ze względu na ograniczone możliwości rynku krajowego koncentruje się przede wszystkim na eksporcie. Eksport ropy naftowej z Kazachstanu rozwija się niezwykle dynamicznie, a obecnie istniejąca infrastruktura pozwala na jej dostawy na rynki światowe poprzez Morze Czarne , Zatokę Perską, a także poprzez rurociągi i transport kolejowy na północ Federacji Rosyjskiej.

Podejmowane są wysiłki dla  rozbudowy kazachskiej infrastruktury eksportowej, szczególnie w kierunku wschodnim. Przy wyborze kierunków eksportu Kazachstan kieruje się możliwościami dywersyfikacji eksportu węglowodorów i zapewnienia najbardziej efektywnego funkcjonowania swojego systemu rurociągów.

Istotnym czynnikiem dla wzrostu produkcji węglowodoru w Kazachstanie jest rozwój infrastruktury transportowej. W Kazachstanie transport ropy naftowej i produktów rafineryjnych odbywa się przy wykorzystaniu trzech rodzajów transportu: rurociągów, transportu morskiego i kolejowego.

Kazachstan posiada obecnie sieć rurociągów naftowych, a także kilkadziesiąt pompowni. KazTransOil, podmiot zależny KazMunaiGaz, jest monopolistą na rynku usług transportu rurociągami i dostarcza około 80 proc. ropy wytwarzanej w Kazachstanie.

Poprzez rurociąg CPC transportuje się najwięcej ropy naftowej eksportowanej z Kazachstanu, a ilość przesyłanej nim ropy systematycznie rośnie. Rurociąg CPC oddany został do użytku w 2001 roku i stanowi ważną drogę eksportową. Rurociąg ten ma ponad 1500 kilometrów długości i prowadzi od pola naftowego Tengiz, przez Federację Rosyjską do terminala morskiego CPC nad Morzem Czarnym w okolicach rosyjskiego portu w Noworosyjsku.

Rurociągiem Uzen-Atyrau-Samara (UAS) tłoczona jest ropa z pól naftowych w regionach Atyrau i Mangistau do Federacji Rosyjskiej. System rurociągów UAS liczy około 1.500 kilometrów długości i ciągnie się od Uzen w południowo-zachodnim Kazachstanie do miasta Atyrau, a następnie przekracza granicę z Federacją Rosyjską i łączy się z rosyjskim systemem Transneftu w Samarze.

W zakresie rozwoju nowych rynków, istotnym wydarzeniem było oddanie do użytku rurociągu Atasu-Alaszankou w listopadzie 2005 roku. Jest to pierwsza część projektu budowy rurociągu Kazachstan – Chiny. W 2006 roku rurociąg ten został wykorzystany do transportu 2,2 miliona ton ropy. Planuje się, że druga część projektu, budowa rurociągu Kenkijak-Kumkol-Atasu, zostanie zrealizowana w latach 2011-2035.

Rozwijając możliwości transportu ropy naftowej drogą morską, Kazachstan zaczął tworzyć swoją własną flotę tankowców. Dwa tankowce, Astana i Ałmaty, o nośności 12 000 ton, zostały już uruchomione, a trzeci tankowiec został dostarczony do portu Aktau we wrześniu 2006 roku. Planowane jest uruchomienie większej liczby tankowców.

Przemysł przetwórczy w Kazachstanie składa się z trzech głównych rafinerii zaopatrujących obszary północne (w mieście Pawlodar), obszary zachodnie (w mieście Atyrau) i obszary południowe (w mieście Szymkent. Rafineria w Pawlodarze zaopatrywana jest głównie w ropę z zachodniej Syberii z wykorzystaniem transakcji typu swap; Rafineria Atyrau przetwarza wyłącznie ropę pochodzącą z zachodnich obszarów Kazachstanu, a Rafineria Szymkent korzysta obecnie z ropy z południowo-zachodniego Kazachstanu. Przy tym zdolności produkcyjne kazachskich rafinerii często są niewykorzystywane, gdyż lokalne ceny produktów rafineryjnych pozostają na niskim poziomie, w związku z czym producenci ropy preferują eksport ropy naftowej na rynki międzynarodowe.