克拉通盆地的地壳厚度较为稳定，其中结晶地壳和"花岗岩层"的厚度相对较大。盆地的基底和地壳底面通常平坦，常见的是平缓的大型碟状坳陷。在这种盆地中，莫霍面隆起并不强烈，软流圈相对较深，中-新生代岩浆活动微弱，盆地热流值较低。然而，在一些富含油气的大型克拉通盆地中，可能会出现与基底坳陷呈镜像对应的局部隆起。
克拉通盆地的
地壳结构可以通过地震反射特征来分析。例如，南美的巴拉那盆地的地壳结构可以用S波速度分为上下两层，上地壳波速约为3600米/秒，下地壳波速约为3650米/秒，平均莫霍面深度约42公里。
塔里木盆地的地壳结构则可用P波速度分为三层，上地壳"花岗质"层波速范围在5600-6000米/秒，中地壳波速范围在6200-6700米/秒，下地壳波速范围在6500-6900米/秒，地壳总厚度变化幅度在38-52公里。此外，克拉通盆地的上地幔常出现低速层和透明反射，而在某些稳定
地盾区，上地幔可能存在倾斜反射，这可能与古造山带俯冲
岩石圈的残余有关。
大型含油气克拉通盆地通常发育在
地壳结构薄弱带上。按照Bally和Snelson的盆地分类，克拉通盆地首先是在前中生代陆壳上形成的，其次是在早期的裂谷地堑或以前的弧后盆地上。研究表明，克拉通盆地及其之间的拱曲发育与前寒武纪构造域内的薄弱带密切相关。在克拉通盆地下方，经常能观察到古老的裂谷系统，即使在没有明确识别出裂谷的盆地中，也能通过重力异常带、老的缝合线和网格状的复活断裂系来证明其下方存在地壳结构薄弱带。这些结构及其引起的地质过程是导致克拉通盆地间歇
沉降的重要因素。克拉通盆地长期相对稳定的地质背景，使得它们能够形成多套生油岩、储集层和多种类型的圈闭。活化的或交替活动的断裂有助于油气的运移，从而引起油气的重新分布。沿着古构造带，往往形成了克拉通盆地内的油气富集中心。
克拉通盆地可以根据其大地构造位置进一步划分为两类：1.克拉通内部盆地：位于克拉通内部，常呈碟状大面积稳定下沉，构造变动微弱，
转轴倾角平缓，如密歇根盆地及
威利斯顿盆地；2.克拉通边缘盆地：位于克拉通边缘，向海域方向逐渐下倾，如北
里海盆地。