La géologie de Cabrières est particulièrement compliquée, cette région faisant partie des nappes de la Montagne noire, dont les roches ont subi des déplacements considérables lors des plissements de la chaîne hercynienne.
Les roches se trouvent ici dans une position contraire à celle de la sédimentation originelle.

Ainsi au Pic de Vissou, les roches les plus anciennes (Ordovicien et Dévonien) sont situées maintenant au-dessus de roches plus jeunes (Carbonifère inférieur).
Les géologues ont décrit ces situations complexes sous le nom d'écailles de Cabrières (représentée à l'intérieur du caveau muséographique), écailles dont la formation a vraiment été comprise il y a seulement quelques années.
Elle est représentée par des dessins simplifiés ; au Carbonifère inférieur (Viséen), l'érosion des montagnes qui commençaient à s'élever à cause du plissement en cours, a provoqué une sédimentation sous-marine accompagnée de glissements en masse de panneaux de roches de dimension parfois importante, comme l'écaille du Pic de Vissou.

Le bassin marin, au devant de la chaîne de montagnes, a été lui-même pris dans le plissement et ses roches "charriées" de plusieurs dizaines de kilomètres (nappe de charriage).