Kajaanin tunnuksena toimi aluksi Pietari Brahen sinetti, jossa oli latinankielinen teksti Kajaanin kaupungin sinetti, Brahen nimi sekä vaakunalinna, jossa oli neljä tornia. Vuonna 1727 sinetti sai uuden muodon, jossa keskellä oli kaksitorninen linna ja linnan päällä kruunu. Myös tekstissä nimi Caianae muuttui muotoon Caianaborg.

1800-luvun lopulla syntyi ensimmäinen varsinainen vaakuna, jossa on jälleen symbolinen neljätorninen linna. Vaakunan virallinen määritelmä kuuluu: Hopeanvärisessä kentässä vaakasuoraan juokseva sininen virta, jossa on neljällä kulmatornilla varustettu kullanvärinen linna.

Nykyään käytössä olevan vaakunan on suunnitellut monia vaakunoita laatinut taiteilija Olof Eriksson vuonna 1958. Sen virallinen määritelmä kuuluu: Sinisessä kentässä alaisesta aaltokoroisesta hopeahirrestä nouseva kultainen kaksitorninen linna, jonka ikkuna- ja oviaukot punaiset.