中國與中亞國家哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦和烏茲別克斯坦都是上海合作組織成員國，因此它們在上海合作組織框架下達成的壹系列政府間協議構成了它們經貿合作的基本法律文件。比如上海合作組織政府首腦(總理)代表本國政府簽署的《上海合作組織成員國多邊經貿合作綱要》，就包含了很多關於能源合作的內容。盡管這些內容具有很強的原則性，但作為政府間協定的壹部分，它們仍然對所有締約國具有法律約束力。此外，中國和中亞國家都是締約方的壹些多邊國際條約也可以成為雙方能源合作的法律基礎。
(2)政府間協議和企業間協議是中國與中亞國家能源合作最重要的法律基礎。
政府間協議和企業間協議是兩種具有不同法律性質和法律效力的協議。前者由夥伴國政府簽署，屬於國與國之間的條約，在簽署國之間具有法律效力。協議條款對締約雙方的政府行為具有約束力，協議本身受國際條約法的規範。如果違約，違約方將受到國際法的制裁。近年來，中國政府與中亞國家簽署了多項雙邊能源協定，包括中國政府與哈薩克斯坦政府簽署的《石油和天然氣領域合作協定》、《中華人民共和國政府與哈薩克斯坦政府關於建設和運營中哈天然氣管道的合作協定》和《中哈避免雙重征稅協定》。又如《關於實施中土天然氣管道項目和土庫曼斯坦向中國出售天然氣的總協定》和《關於進壹步鞏固和發展中土友好合作關系的聯合聲明》。中國和烏茲別克斯坦簽署的《中華人民共和國和烏茲別克斯坦關於建設和運營中烏天然氣管道的原則協定》;中國與中亞國家分別簽署的雙邊投資保護協定。這些政府間的雙邊協議是中國與中亞國家能源合作的法律基礎。
企業之間的協議直接規定了雙方的權利和義務，直接體現了中國與中亞國家能源合作的具體成果，是政府間合作協議的具體落實。企業間的協議在法律上相當於合同。與政府間的雙邊協定不同，它不具有條約的性質，而是約束企業的經營行為，處理爭端的方式也與政府間協定不同。根據企業間協議進行的能源勘探、開采和其他活動壹般由資源國的法律監管。此類協議包括:中國石油天然氣公司與哈薩克斯坦國家石油天然氣公司簽署的《中國-哈薩克斯坦天然氣管道建設和運營基本原則協議》，哈薩克斯坦、阿塔蘇與中國和阿拉山口之間原油管道建設基本原則協議，中國石油天然氣公司與烏茲別克斯坦國家石油天然氣公司簽署的《中國-烏茲別克斯坦天然氣管道建設和運營原則協議》。此外，也有企業與政府部門簽訂協議的情況，如中國石油天然氣集團公司與土庫曼斯坦石油天然氣工業和礦產資源部簽訂的《中土天然氣管道建設基本原則協議》。這些協議都詳細規定了雙方能源合作的具體權利和義務，具有很強的操作性。
(3)資源國的國內法也是調整雙方能源合作的重要依據。
在直接投資的能源合作中，東道國的法律是規範外國投資者商業行為的主要依據。中亞國家獨立後，為了發展經濟，吸引外資，相繼制定了相關法律。以哈薩克斯坦為例，該國先後頒布了石油法、投資法、地下資源和地下資源利用法、天然氣法等法律，形成了較為完整的能源法律體系。值得註意的是，中亞國家的法律不夠穩定，修改頻率高，容易影響投資者的利益。例如，哈薩克斯坦2005年修訂的《礦產法》規定，當企業準備轉讓其礦產開發權或出售其股份時，哈薩克斯坦能源和礦產資源部有權拒絕發放許可證。同時，國家不僅可以優先購買礦產開發企業轉讓的開發權或股份，還可以優先購買能夠直接或間接對企業做出決策的企業轉讓的開發權或股份。這壹規定對外國投資者進入和退出哈薩克斯坦采礦業，特別是收購哈薩克斯坦國內礦業企業構成了實質性障礙。
又如，2004年、2005年、2007年，哈薩克斯坦三次修改《地下資源及其利用法》，不斷加強國家對資源的控制，以獲取更多的經濟利益。法律法規的不斷修改和補充，給之前簽訂的石油合同增加了變數。雖然哈薩克斯坦高層壹再保證，對於進入國內石油勘探領域的外國企業，不存在改變“遊戲規則”的問題，但如果出臺新的政策法規，也只會對新開發的油田和新進入的外國公司起作用。但2007年修訂的《地下資源及地下資源利用法》已明確規定，“本修訂法自正式公布之日起施行，對此前簽訂的采礦合同或聯合勘查開采合同自生效之日起生效”。
可以看出，哈薩克斯坦政府通過修改和補充法律，不斷擴大對已簽合同的控制[7]。
除了上述三個法律依據，中國和中亞國家的法律並不排斥在能源合作中適用國際慣例。因此，國際上壹些行之有效的做法也可以在各方選擇後用來調整雙方的能源合作關系。