Nền địa chất của VQG Cát Tiên với 3 cấu tạo chính là Trầm tích, Bazal và Sa phiến thạch đã phát triển hình thành 4 loại đất chính:
- Đất Feralit phát triển trên đá bazan (Fk): chiếm gần 60% tổng diện tích Vườn, phân bố ở khu vực phía Nam, là loại đất giàu chất dinh dưỡng, đất tốt, sâu, dầy màu đỏ hoặc nâu đỏ và nâu đen có nhiều đá Tuf núi lửa lộ đầu chưa bị phong hóa hết. Ở trên đất này rừng phát triển tốt có nhiều loài cây gỗ quý và khả năng phục hồi của rừng cũng nhanh.
- Đất Feralit phát triển trên đá cát (Fq): chiếm khoảng 20% có phân bố chủ yếu ở phía Bắc Vườn, dọc thượng nguồn sông Đồng Nai. Một số tài liệu còn gọi đất này là đất xám bạc màu trên đá axit hoặc đá cát. Về độ phì của đất này kém đất phát triển trên đá bazal, nhờ có sự che phủ của thảm thực vật rừng nên tầng đất vẫn dày, giữ được các tính chất tự nhiên của đất.
- Đất Feralit phát triển trên phù sa cổ (Fo): gồm các đất bồi tụ ven suối, ven sông Đồng Nai chiếm khoảng 10% tổng diện tích Vườn, chủ yếu tập trung ở phía Bắc và phía Đông Nam của Vườn. Phân bố ở nơi địa hình khá bằng phẳng và những vùng trũng bị ngập nước vào mùa mưa.
- Đất Feralit phát triển trên đá sét (Fs): chiếm khoảng 8% tổng diện tích Vườn, phân bố ở phía Nam xen kẽ các vạt đất phát triển trên đá bazal. Loại đất này có độ
phì khá, nhưng thành phần cơ giới nặng nên khi mất rừng thì đất dễ bị thoái hóa một cách nhanh chóng.