Қазақстан аумағын зерттаеудің жаңа дәуірі ХХ ғасырдың 20-жылдарынан басталды. Бұл дәуірдегі Қазақстан табиғатын зерттеу республиканың өндіргіш күшетрін дамыту, табиғи қорларын ашу қажеттігімен тікелей байланыстырылды. Сондықтан ол мемлекеттік міндеттермен ұштастыра жүргізілді. Қазақ жерінде жаңа темір жол жүйесінің (Петропавл-Көкшеиау- Балқаш) салынуы, көшелі шаруаларды қоныстандыру, отырықшылыққа көшіру, ескі, қирап қалған өндіріс орындарын қайта ашу, жаңа қалалар мен елді мекендер салу шаралары осы жерлерде физикалық-географиялық зерттеулер жүргізуді талап етті. Орыс географиялық қоғамның Қазақстандағы бөлімшелері (Батыс Сібір,Түркістан, Орынбор),1920ж ұйымдасқанҚазақстанды зерттеу қоғамы, Ташкентте ашылған Орта Азия мемлекеттік университетінің мамандары осы салада жұмыстар жүргізді. Орталық геология институтының Сібір бөлімшесі Қазақстан жерінде минералдық шикізаттың мол қорын анықтады. Алтай полиметаллдық (1924 ж.), Атбасар полиметалл (1925 ж), Қазақ геологиялық –барлау (1926ж.) трестері құрылды. Одақ кезіндегі Ғылым акдемиясы оқмыстылары бірігіп, елімізді жан-жақты зерттеу процесінде түрлі табиғат компоненттерін тауып (топрыақ, климат,су,ботаникалық және зоологиялық)жинақталды. Олардың еңбегімен 20-жылдың өзінде Қазақстан табиғатын әр салада кең көлемде зерттеп тану ісі жүргізілді. Олардың ішінен А.К. Мейстермен М.П.Русаковтың (геология),Н.Л.Корженевкий мен И.П.Герасимовтың (геоморфология),М.Д.Пономарев пен В.Н.Борсуктың (климат), П.Н.Лебедевтің(гидрология), К.Д.Глинка мен Л.И.Прасоловтың (топырақтану),И.В.Ларин менР.И.Аболиннің (ботпника) зерттеулерін ерекше атауға болады.
ХХғ. 30-40 жылдары Қазақстанда географиялық зерттеулерді көбінесе Мәскеу, Санк-Петербург,Ташкент және т.б. республикадан тыс орналасқан қалалар ғалымдары жүзеге асырғанын айта кету өте маңызды. 1932 ж. Алматыда КСРО ҒА-ның Қазақстандық базасы ашылды. Ол 1936 ж. КСРО ҒА-ның Қазастандық филиалы өзгертілді. Оның құрылымына 1938 ж. Қарашасында география секторы құрылды. Сол арқылы қазақ географтарына географиялық зертеулер жасауға қолайлы жағдайлар туды. 1946 ж. Қазақ КСР ҒА-на Қ.И.Сәтбаев алғаш президент болып келгеннен бастап республика табиғатын зерттеу бұрынғыдан ауқымды кеңейіп, бедсенділіг арта түсті.
Бұл кезеңде Ұлытау-Жезқазған, Қоңырат-Балқаш, Қаратау аудандары жан-жақты зерттеліп, олардың түсті металдың мол қоры табылды.
Одақтық Ғылым академиясының Қазақ филиалының төрағасы, кейін Қазақстан Ғылым академиясының тұңғыш президенті болған академик Қ.И.Сәтбаев – (1899-1963жж Павлодар обылысының Баянауыл ауданындағы Қ.И.Сәтбаев атындағы кеңшарда дүниеге келген) Қазақстан геологиясына зор еңбек сіңірді. Сәтбаевтің негізгі ғылыми еңбектерінің басым көпшілігі рудалық ресурстарын зерттеуге арналған. Пайдалы қазбаладың болжам карталарын құрастырудың принциптерін айқындауда Сәтбаевтің еңбегі зор. Сәтбаевтің қалдырған бай ғылыми мұраларыныі ішінде , әсіресе Жезқазған кені туралы зерттеулерінің, Сарыарқаның металлогендік және болжам карталары жөніндегі еңбектерінің мәні ерекше. Ол ғылымға формациялық металлогендік талдаудың бірегеі әдісін енгізді. 1926-29 жылдары мардымсыз кенді өңір саналатын Жезқазғанның ірі мыс рудалы аудандар қатарына жатқызылуы тікелей Сәтбаевтің еңбегінің нәтижесі.
Қаныш Имантайұлы минералдық шикізаттарға бай Сарыарқа, Кенді Алтай сияқты аймақтарды ерекше назар аудара зерттеді. 1927-28 жж Жезқазған, Қарсақпай, Атбасар,Спасск аудандары, Қарағанды тас көмір бассейні және Қаратау поллиметал кендері жөнінде ғылыми маңыды еңбектері жарияланды. Жезқазған-Ұлытау аудандарында Сәтбаев мыстан басқа темір (Қарсақпай),марганец (Жезді),көмір (Байқоңыр,Қияқты), қорғасын (Қорғасын) кендерін ашып барлады. Осы ауданның рудалы кендерінің стратиграфиясы,тектоникасы,құрылысы, металлогениясы, геохимиясы және шығу тегі туралы маңызды қорытындылар жасады.
Қазақстан табиғатын зерттеудегі мол материалдар «Үлкен Алтай» (3 том, 1934-1936 ж.), «Үлкен Ембі» (2 том, 1936-1938 жж), «Солтүстік Арал жағалауы» (1936ж), «Қарағанды –үшінші көмір ошағы» (1936ж ), СССР геологиясының (Шығыс Қазақстан) ХХ томы сияқты жинақтарда жарияланды.
1950 ж. Сәтбаев және шәкірттері кеңестік геологиялық ғылымының аса маңызды туындыларының бірі- Сарыарқаның металлогендік және болжам карталарын жасау жұмыстары үлкен нәтиже берді. Олардың құнды географиялық кешенді зерттеулері тұңғыш рет елімізде. Тақырыптық карталар жасалу басталды.
Осы жылдары Қазақстан Ғылым академиясы Қазастан табиғатын толық зерттеу мақсатында бірнеше т ғылыми экспидициялар ұйымдастырылды. География секторы (кейіннен институт), топырақтану, ботаника, геология институттары мен жоғарғы оқу орындарының мамандары күщ біріктіріп, табиғат компоненттерін зерттеуге кірісті. Қазақстанның минералдық,шикізат, гидроэнегетикалық қорлары, таулы аудандардың физикалық-географиялық жағдайы, шөл-шөлейт өңірледі халық шаруашылығына пайдалану жолдары , жеке аудандардың микроклиматы мен жылу баланысы, республиканың су қоры, топырақ, өсімдік жамылғыс, жануарлар дүниесі жан-жақты зерттеледі. Қазақстан аумағын барлық сала бойынша картаға түсіру ісі аяқталды.