Noord-Kaap er Sør-Afrikas største provins, og avstandene mellom byer er store. Provinsen har omtrent samme areal som Norge. Provinsen domineres av Karoobassenget og består for det meste av sedimentære bergarter og noen forekomster av doleritt. Den sørlige og sørøstlige delen av provinsen ligger mellom 1200 og 1900 moh i distriktene Roggeveld og Nuweveld. Vestkysten domineres av regionen Namaqualand, kjent for sine vårblomster. Dette området er preget av høyder og fjell og består av granitt og andre metamorfe bergarter. De sentrale delene er generelt flate med noen spredte saltgryter. Kimberlitt punkterer bergartene i Karoo, noe som gir provinsen dens mest verdifulle naturressurs, diamanter. Den nordlige delen består for det meste av Kalahari-ørkenen, karakterisert av parallelle røde sanddyner og akasietrær på tørr savanne.