Облыстың негізі экологиялық проблемасы, ол «Капустин Яр» және «Азғыр» әскери-сынау полигондар жүйесінің қоршаған орта мен халықтың денсаулығына жағымсыз әсері.
Жарты ғасыр жұмыс жасаған кезде «Капустин Яр» полигонында 11 ядролық жарылыс болған. Оның қуаты 982,4 килотонн тротилді эквивалентте, 24000 ракета жарылып, 177 соғыс техникасы сыналып, қопарылыс әдісімен грунтта РСД-10 /СС-20/ типті 619 ракета жойылған. Осының салдарында атмосфераға 30000 тонн улы зат бөлініп, 680 км қашықтыққа таралған.
«Азғыр» ядролық полигонында 1966-1979 жылдар аралығында жүргізілген 17 жер асты ядролық жарылыс халықтың денсаулығына және қоршаған ортаға белгілі зиян келтірді. Одан атмосфераға 10 млн. кюри радиоактивті заттар бөлінді. Іргелес территориялардың радиоактивті жер асты суымен, шаң-тозаңмен, полигонның жер асты кеңсітігінен инертті радиоактивті газдармен ластануы бүгінгі күнге дейін байқалады.
1992 жылы «Казэкология» Республикалық ғылыми-өндіріс зерттеу орталығының Атырау филиалының мәліметі бойынша ядролық жарылыс арқылы пайда болған жер асты қоймаларда 77 ден 1500 Ки альфаактивті нуклидтер мен 450 ден 50000 Ки беттеактивті бөлінетін заттар сақталған. ЮСЭ бақылауы бойынша 1990 жылы, яғни соңғы жарылыстан 11 жыл соң атом площадкаларынның аумағында радиоактивті деңгей 15 мкр/сағ-нан 36000 мкр/сағ дейін көрсетті, осының бәрі қоршаған ортаға, жануарлар әлеміне және адамға сәулеттің әсерін ұлғайтты деп мамандар есептейді.
1995 жылы «Азғыр» полигоны ҚР-ның ұлттық ядролық орталықтың балансына, ал 1996 жылы ядролық физика институты бақылауға алды. «Капустин Яр» полигондарының соғыс алаңы мен «Азғыр» жүйесінің ядролық полигонының площадкалары Бөкейорда, Жаңғала аудандары (БҚО) мен Құрманғазы, Қызыл қоға (Атырау о.) аумағында орналасқан, ал олардың әсер ететін аймағы Жәнібек, Казталовка, Қаратөбе және Ақжайық ауданының Тайпақ бөлігі жатады.