Наземная часть бассейна находится в основном на территории Израиля. На суше расположена лишь его крайняя восточная часть, занимающая узкую приморскую полосу Аравийского полуострова (рис. 104).
По-видимому, наземная область бассейна представляет собой только восточную часть его платформенного борта на склоне Аравийского щита, ступенчато, по системе крупных разломов, опускающегося к западу к морю. Большая западная часть платформенного борта, осевая зона и весь предгорный борт бассейна оказались втянутыми в крупное погружение Средиземноморской геосинклинальной области (рис. 105).
В бассейне и непосредственно прилегающих к нему районах палеозойские и нижнемезозойские отложения представлены типично платформенными континентальными осадками. Для мезозойских комплексов характерно замещение континентальных фаций морскими песчано-глинистыми, а далее карбонатными с востока на запад.
Кембрий-силур слагаются маломощными морскими глинистыми и карбонатными осадками. Выше выделяется серия «нубийских песчаников», объемлющая более молодые отложения палеозоя (до 800 м) и мезозоя, включая нижнемеловые. На крайнем востоке эта серия почти нацело выражена континентальными грубообломочными фациями. Западнее в ней появляются прослои мелководных морских отложений, и на побережье почти вся вскрытая бурением часть разреза серии слагается мощными морскими известняками, мергелями и доломитами. Верхнемеловые и палеогеновые породы являются преимущественно карбонатными разностями. На крайнем побережье развита мощная толща мелководных морских осадков неогена. Кроме того, отложения этого возраста широко распространены восточнее в нескольких крупных грабенах, где они представлены озерными и красноцветными фациями, а также основными лавами и туфами.
Многочисленные нефтегазопроявления связаны с отложениями триаса и особенно юры.
К настоящему времени наиболее крупная, выявленная в бассейне зона нефтегазонакопления связана с цепочкой пологих платформенных поднятий, простирающейся с юго-запада на северо-восток, севернее Тель-Авив. В ее пределах открыты нефтяные месторождения Хелетц и Брур, связанные с платформенными поднятиями и заключающие пластовые сводовые залежи в песчаниках баррема. На брахиантиклиналях Биири и Саад, принадлежащих к этой же зоне, открыты небольшие залежи газа в известняках неогена и сеномана. В последних залежь возникла, очевидно, за счет боковой миграции из пород неогена. Недавно вблизи месторождения Хелетц на поднятии Кохав обнаружено несколько нефтеносных горизонтов в известняках олигоцен-миоцена и песках нижнего мела.
Около Мертвого моря открыта зона газонакопления, объединяющая несколько небольших месторождений, связанных с локальными поднятиями (Канаим, Зохар, Кидод). На месторождении Зохар газоносны верхнеюрские известняки, заключающие массивную залежь в структурном выступе.