Западно-Африканский бассейн занимает крайние западные прибрежные части Сахары и Судана и располагается на территории Испанской Сахары, Мавритании, Гамбии и Сенегала. С востока бассейн обрамлен невысокой горной цепью, сложенной докембрийскими метаморфическими и кристаллическими породами и вытянут в субмеридиональном направлении, т. е. вдоль границы бассейна. С юга бассейн ограничен высокогорным плато горы Лома (1900 м), сложенным древними кристаллическими и нижнепалеозойскими осадочными породами. Нa западе бассейн открывается в океан.
Бассейн, представляющий синеклизу, выполнен мощной, достигающей по данным сейсморазведки 5—6 км, толщей осадочных пород. Изученный разрез представлен преимущественно морскими верхнемеловыми и третичными образованиями. Верхнетретичные слои моноклинально падают на запад, скрывая строение более глубоких горизонтов, которые, возможно, образуют пологие антиклинальные структуры. На востоке бассейна в Испанской Сахаре на поверхности обнажены и верхнемезозойские породы.
В пределах бассейна выделяются крупные впадины: северная узкая — Сахарская и южная более широкая — Сенегальская, центральная часть которых занята долинами нижних течений рек Сенегал и Гамбия.
В Сенегальской впадине известны разнообразные нефтепроявления из верхнемеловых отложений. У Дакара при бурении на крыле антиклинальной складки были получены притоки газа из выклинивающихся верхнемеловых песчаников (скв. Диаш-Нид). Здесь же в другой скважине (Санбило) известно высачивание нефти из трещиноватых мергелей того же возраста. В настоящее время бассейн интенсивно разбуривается.