Пустыня Каракумы - самая молодая из Великих Пустынь планеты. Многие из ее ландшафтов возникли за последние несколько тысяч лет. Например, еще 2,5 тысячи лет назад, на месте Западных Каракумов была степь, с более мягким климатом и совсем другим животным и растительным миром. Центральные части пустыни возникли значительно раньше, возможно около миллиона лет назад.

Все песчаные отложения пустыни Каракумы, из которых навеяны ее барханы, речного происхождения. В недалеком прошлом многочисленные и полноводные реки выносили с расположенных на юге гор продукты разрушения горных пород, формируя крупные песчаные гряды и межгрядовые понижения. Ветер же формирует мелкие гряды и изменяет микрорельеф на поверхности крупных гряд.

Именно так и были созданы пески Чиль-Мамед-Кум. Многочисленные левые притоки Узбоя, стекавшие с северных склонов хребта Большой Балхан, создали огромные гряды, вытянутые с запада на восток, а уже после их пересыхания ветер создал перемычки между ними. Крупные песчаные гряды закреплены растительностью, и влияние ветра на их состояние и размеры незначительное.

Закрепленные растительностью песчаные гряды занимают большую часть пустыни. Всего на долю развеваемых, лишенных растений барханов в пустыне Каракумы приходится менее 5% территории занимаемой песками. Это преимущественно места, которые испытали сильное воздействие со стороны человека и домашнего скота. В тех же местах, где человек не живет, площадь оголенных песков уже совсем небольшая, и редко превышает даже 1%. Как уже говорилось - это навеянные ветром перемычки между крупными песчаными грядами. Такая форма песчаного рельефа занимает и большую часть песков Чиль-Мамед-Кум, поскольку человек здесь не живет.