1920–1921 гг. он провел в родных краях, куда вернулся на кумысолечение из-за обострившегося туберкулеза. В это время Каныш Сатпаев начал составление учебника по алгебре для казахских школ. Работу над ним он завершил в 1924 г. Данный учебник стал первым школьным учебником алгебры на казахском языке.
В 1920 г. Сатпаев был назначен первым в Баянауле председателем Казкультпросвета (отдел по проведению культурно-просветительной работы среди трудящихся), созданного советской властью. Тогда же постановлением Павлодарского ревкома он был назначен народным судьёй 10-го участка Баянаульского района.
В начале 1921 г. произошла встреча, которая круто изменила жизнь Каныша Сатпаева. В это время в Баянаул приехал на лечение приехал известный советский геолог, профессор и декан горного факультета Томского технологического института Михаил Антонович Усов. Он заинтересовал 22-летнего парня рассказами о геологии и в 1921 г. Сатпаев оставил должность народного судьи и поступил в технологический институт в Томске. Усов поселил Сатпаева у себя в профессорской квартире, так как при вузе общежития не было. Таким образом преподаватель выразил благодарность казахской семье за гостеприимство, оказанное ему в Баян-Ауле{141}
.Однако уже в начале 1922 г. у него опять обострился туберкулёз, и Сатпаеву пришлось оставить учёбу и вернуться в аул. Продолжение учёбы было поставлено врачами под большое сомнение. Не желая отставать от однокурсников, Сатпаев проходит курс обучения дома. В этом ему помогал М. А. Усов, который, используя разные способы (поезда и др.) высылал студенту необходимые материалы. Сатпаев пропустил второй курс, находясь целый год вдали от Томска. Вернувшись, он сдал все экзамены для продолжения обучения, восстановился на третьем курсе. Успешно окончил институт в 1926 г. Первым его поздравил Михаил Усов, занимавший тогда должность проректора института по учебной работе.
В Томске, в начале 1921 г., Каныш познакомился со своей супругой Таисией Алексеевной Кошкиной. До Таисии Каныш был женат на Шарипе и имел от нее дочерей Ханису (1921–2016), Шамшиябану и сына Майлыбая (умер в возрасте 16 лет). С Таисией у Сатпаева были две дочери — Меиз и Мариям. Кроме того, у Сатпаева была внебрачная дочь Джамиля.
После окончания института и получения квалификации горного инженера Каныш Сатпаев был направлен в Атбасарский трест цветных металлов на должность начальника геологического отдела, а через год (в 1927), избран членом правления данного треста.
В ведении Атбасарского треста находилось медное месторождение и недостроенный медеплавильный завод в посёлке Карсакпай. Строительство завода начали англичане, взявшие в концессию у бая Карсакпая территорию и начавшие поиски меди. Они построили плавильный цех, частично установили оборудование, но много меди найти им не удалось. После февральской революции англичане покинули завод, который впоследствии решила достроить советская власть. Каныш Сатпаев, как главный геолог треста, ознакомившись с месторождением, пришел к выводу, что в Джезказгане имеются огромные запасы меди. Другие специалисты полагали, что запасов меди хватит не более, чем на 10–15 лет.
Он полагал, что находящийся неподалёку Карсакпайский завод не осилит объём добытой в Джезказгане руды и что в регионе необходимо построить водохранилище и проложить ширококолейную железную дорогу. Со всеми этими предложениями он регулярно обращался в вышестоящие органы, выступал в печатных изданиях, и даже предлагал внести развитие региона в пятилетний план развития экономики СССР. Однако мнение Сатпаева не встретило поддержки у руководства треста, Геолкома и в других вышестоящих инстанциях. В 1933 г. на финансирование разведочных работ в Джезказгане была оставлена сумма в размере 1 % от 1932 г.
Сатпаев в целях сохранения кадров и продолжения работ был вынужден искать дополнительные источники финансирования. Он заключил соглашение с трестами «Золоторазведка» и «Лакокрассырьё» о разведке месторождений необходимых им ископаемых и обратился за помощью к М. А. Усову и его другу, профессору В. А. Ванюкову. Они организовали Сатпаеву выступление в Академии наук СССР, где Каныш смог доказать обоснованность сделанных им выводов по запасам медной руды в Джезказгане. В постановлении третьей сессии Академии 1934 г. говорилось о необходимости строительства в течение третьей пятилетки в Джезказгане медеплавильного комбината. Сессия также поддержала предложение Сатпаева о строительстве железнодорожной линии Джезказган — Караганда — Балхаш. Затем Каныш Имантаевич обосновал свои предложения перед наркомом тяжёлой промышленности Г. К. Орджоникидзе. После этого в регионе начались широкие исследовательские работы. Впоследствии оказалось, что Джезказганское медное месторождение было на тот момент крупнейшим в мире по прогнозируемым запасам. К 1940 г. в Джезказгане было построено Досмурзинское водохранилище и железная дорога, соединяющая Джезказган, Караганду и Балхаш.
За открытие Джезказганского месторождения Каныш Сатпаев в 1940 г. был награжден орденом Ленина.