Den underliggende geologien for det meste av Caithness er gammel rød sandstein til en beregnet dybde av over 4 000 meter. Dette består av de sementerte sedimentene til De orkadiske innsjøer som eksisterte i devontiden, omtrent for 370 millioner år siden. Forsteinede fisker og planter er funnet mellom sedimentlagene. Eldre metamorfisk fjell av granitt finnes i områdene Scaraben og Ord i de mer høyereliggende områdene i sørvest. Caithness' høyeste punkt, Morven, ligger i dette området.