Seneca County liegt in einemEndmoränengebiet zwischen den beiden größten Seen derFinger Lakes, nämlichCayuga Lake im Osten undSeneca Lake im Westen. Es liegt etwa 120 Meter über dem Meeresspiegel und verfügt weder über nennenswerte Anhöhen noch über große Zuflüsse.
Das milde Klima der Gegend ist geeignet für den Weinanbau. Mit dem WeinanbaugebietCayuga Lake AVA, das zu Teilen auf dem Areal von Seneca County liegt, verfügt New York über das zweitgrößte Weinanbaugebiet der USA.
Das County hat eine Fläche von 1.011,2 Quadratkilometern, wovon 172,8 Quadratkilometer Wasserfläche sind.
Die dokumentierte Geschichtsschreibung dieser Gegend beginnt erst mit dem Eintreffen der ersten Kolonisten in dieser Gegend um 1779, die in geringen Zahlen als Teil der amerikanischen Truppen amUnabhängigkeitskrieg hier hindurch zogen. Sie bildeten ebenfalls den Grundstock der ersten Kolonisten, da Teile des heutigen Countys als Belohnung für Veteranen aus diesem Krieg als Farmflächen vergeben wurden. Es wurde zunächst als Teil desOnondaga County verwaltet, das aber in mehrere Teile aufgetrennt wurde, als die Bevölkerungszahlen stiegen. So wurde Seneca County am 29. April 1804 aus einem Teil desCayuga County gebildet und nach denSeneca-Indianern benannt, die hier bei Eintreffen der ersten Siedler ihre Wohnstätten und Jagdgründe hatten. Am 17. April 1817 wurde die Fläche für die Neugründung vonTompkins County abgetrennt. Ein weiterer Teil wurde am 11. April 1823 für die Neugründung des Tompkins County genutzt. Damit waren die Änderungen der Grenzen beendet; das County besteht bis heute in dieser Form.
Mit der Eröffnung desEriekanals im Jahr 1825 und in der Folge dem Anschluss an das sich rasch entwickelnde Eisenbahnnetz der USA (ab den frühen 1840er Jahren) wurde die Gegend Teil der Kornkammer, in die sich die Gegend südlich desOntariosees entwickelt hatte: Die neuen Verkehrswege ermöglichten den Ländern, die nicht direkt von den Flussschiffen auf demMohawk River und den Transporten auf dem Ontariosee berührt wurden, den Handel mit den sich entwickelnden Großstädten wie Buffalo amEriesee, dem Endpunkt des Eriekanals, oder New York und der dicht besiedelten Ostküste der Vereinigten Staaten. Das Getreide wurde allerdings oft nicht direkt dorthin verbracht, sondern zuvor zu Mehl verarbeitet. Die dafür nötigen großen Getreidemühlen entstanden im benachbarten Cayuga County, besonders inAuburn.
Das Hauptgebiet des Countys liegt zwischen den beiden größten Seen derFinger Lakes und ist durch sein mildes Klima ab etwa 1870 zu einem Teil des zweitgrößten Weinbaugebietes der USA, desCayuga Lake AVA, geworden. Die Weinproduktion hat die früher stärker ausgeprägte Getreide- und Milchproduktion in den Hintergrund gedrängt, obwohl beide Zweige auch heute noch im County vertreten sind. So wurde die Gegend von den Auswirkungen derWeltwirtschaftskrise von 1929 und den Folgen desZweiten Weltkrieges kaum berührt.