Cekungan Jawa Timur terletak pada cekungan belakang busur zona subduksi modern antara lempeng Indo-Australia dan Eurasia. Cekungan Jawa Timur dapat dipisahkan menjadi tiga bagian utama yaitu, paparan utara yang stabil (Northern Platform), tinggian tengah (Central High) dan Cekungan Selatan (Southern Basin). Sebuah mikrokontinen yang berasal dari Australia dipercaya menjadi dasar Cekungan Jawa Timur.
Empat unit tektonostratigrafi umum yang dipetakan dengan menggunakan data seismik 2D dan log sumur yaitu; Unit Pre-Rift menjadi dasar Cekungan Jawa Timur. Unit Syn-Rift (Formasi Pra-Ngimbang dan Anggota Klastik Formasi Ngimbang) berkembang di Cekungan Selatan, terkonsentrasi di dekat patahan besar berarah barat-timur yang mewakili proses tektonik ekstensional pada masa Paleosen sampai Eosen. Unit Post-Rift (Anggota Serpih Formasi Ngimbang dan Formasi Kujung) melampar lebih luas menutupi seluruh daerah penelitian yang dibentuk oleh thermal subsidence pada Oligosen. Sedimen Syn-Inversion (Anggota Karbonat Formasi Kujung) memiliki konfigurasi ketebalan yang menipis kearah struktur berarah barat-timur. Pola struktur dominan berarah barat-timur kemungkinan diwarisi dari proses tektonik saat masih menjadi bagian dari kontinen Australia. Struktur yang berkembang merupakan reaktivasi zona sesar yang lebih tua yang berupa sesarsesar normal pembentuk cekungan. Terdapat dua zona sesar anjakan yaitu sesar naik yang melibatkan batuan dasar di utara dan zona sesar anjakan Bali-Lombok
di selatan. Restorasi palinspatik dan karakter endapan anggota karbonat Formasi Kujung menunjukkan bahwa tektonik inversi mulai terjadi pada Miosen Awal.