Буреинский угленосный бассейн расположен в верхнем и среднем течении р. Бурей — левого притока р. Амура. Он выполнен угленосными отложениями верхов юры и низов нижнего мела, согласно залегающими вдоль его восточного борта на морских отложениях юры (представленных здесь нижним, средним и частично верхним отделами системы), а вдоль западного борта — на размытой поверхности древних палеозойских гранитов. В центральной части бассейна местами сохранились континентальные образования верхнего мела, отделенные от подстилающих нижнемеловых пород поверхностью размыва. Угленосные отложения Буреинского бассейна содержат обильные и хорошо сохранившиеся растительные остатки.