Общий гипсометрический уровень неогенового Тянь-Шаня был ниже современного на 1500—1000 м главным образом за счет пьедестала горной системы, тогда менее развитого. При этом отдельные хребты системы сохраняли большую орографическую самостоятельность, а пояса межгорных впадин, ныне разобщенных внутренними поднятиями, представляли сплошные межгорные равнины с единой речной сетью.
Периферические хребты Тянь-Шаня по степени контрастности рельефа превосходили внутренние хребты, разделяемые межгорными плато, поэтому денудация в периферических хребтах протекала энергичнее, чем во внутренних. Об этих, различиях свидетельствуют колебания мощности отложений неогена, обычно исчисляемые во внешних впадинах (Ферганской, Таджикской, Кашгарской, Кучарской и Манас-ской) в 4—6 тыс. м, а в малых внутренних впадинах—-лишь до 1 тыс. м.
Периферические хребты подвергались более дробному и глубокому расчленению: останцы древнего пенеплена в них редки и незначительны, а во внутренних, наоборот, многочисленны и обладают большими размерами. Наконец, о более энергичном разрушении периферических хребтов свидетельствуют огромные объемы неогенового аллювия, накопленного во внешних впадинах.
Все основные элементы речной сети Тянь-Шаня в неогене уже существовали, доказательства чего мы находим в строении аллювиального шлейфа, грубеющего с приближением к современным долинам и изменяющего свой петрографический состав в соответствии с комплексами пород, обнажающихся в бассейне данной реки.