Вопрос о происхождении тамбуканского озера до сих пор еще нельзя считать окончательно выясненным. Раньше предполагали, что это озеро, как и все южно-русские соленые озера, произошло на некогда бывшего здесь Арало-Каспийского моря. Под влиянием геологических переворотов дно этого моря будто бы повышалось, вследствие чего его вода должна была постепенно отступать, и потому только низменные места остались заполненными водой.
Благодаря замкнутости образовавшихся таким путем озер и отсутствием постоянного притока воды (помимо атмосферных осадков) происходила испарение воды озера, и потому эта вода становилась все более насыщенной солями. Частично такие ложбины высыхали, оставляя на своем месте солончаки, а отдельные водовместилища сохранились и до нашего времени в виде солёных озёр.
Однако, эта гипотеза, правильность которой можно относительно многих южных солёных озёр не применима к Тамбукану. В частности, против происхождения Тамбуканского озера из бывшего моря говорит химический состав его воды: преобладающей составной частью рапы оз. Тамбукан является глауберова соль, тогда как в озерах морского происхождения, образовавшихся путем испарения морской воды или выщелачивания почвы, бывшей дном моря, главную роль играет поваренная соль – хлористый натрий.
Против морского происхождения Тамбукана говорят так же и геологические соображения., приводимые инженером Штильмарком. Этот автор считает, что «возможность пребывания Арало-Каспийского моря на абсолютной высоте, превышающей 500 м, совершенно невероятна». Согласно же гипотезе, высказанной инженером Ругевичем, образование Большого Тамбуканского озера в сравнительно недавнюю геологическую эпоху из реки Этоки. Ученый обратил внимание на то, что Тамбуканское озеро находится в ложбине, постепенно понижающейся по направлению к востоку и сходящейся с долиной Этоки. Так же, возможно допустить, что в происхождении таинственного озера играли роль те, горькосоленые родники, которые находятся близ его берегов, и которыми – кроме снеговых и атмосферных вод – это озеро питается. Мы имеем полное обоснование считать, что в отдаленные времена Тамбуканское озеро пересыхало так же, как же, как и малый Тамбукан.
Периоды, в которые Тамбуканское озеро было наполнено водой, постепенно удлинялись, благодаря повышению минерализации воды. Когда в озере накопилось значительное количество солей, оно перестало пересыхать, и таким образом начало свое существование, как озерный бассейн горькосоленой воды. В настоящее время Тамбуканское озеро является тем местом, откуда Кавказские курорты добывают лечебную грязь, и потому вполне понятно, что на это озеро обращено самое серьезное внимание всех местных организаций.