"Carolina" được viết hoàn toàn bởi Taylor Swift và được cô sản xuất cùng với Aaron Dessner – nhà sản xuất đã giúp cô thực hiện hai album phòng thu năm 2020 là Folklore và Evermore.[8] Swift sáng tác "Carolina" tại thời điểm hơn một năm rưỡi trước ngày phát hành 24 tháng 6 năm 2022.[9] Witherspoon cho biết bài hát đã được viết trong quá trình Swift làm việc cho dự án Folklore, dù vậy chỉ tới khi hoàn thành bài hát thì việc này mới được nữ ca sĩ tiết lộ.[10] Swift lại càng háo hức hơn sau khi cô biết rằng Witherspoon sẽ tham gia sản xuất bộ phim chuyển thể. Trên Instagram, nữ ca sĩ cho biết cô rất thích cuốn tiểu thuyết gốc của Owens và ngay khi nghe tin phim điện ảnh chuyển thể "đang được thực hiện", cô đã muốn được đóng góp cho phần nhạc phim. Swift cho biết mục tiêu của cô là tạo ra một bài hát "ám ảnh và thanh khiết" để thể hiện câu chuyện "đầy mê hoặc" của cuốn tiểu thuyết.[3][4] "Carolina" được phát ở phần danh đề cuối phim và Newman cho rằng nó "phản ánh được tông nền của phần kết câu chuyện".[6]

"Carolina" được mô tả là một bài hát theo dòng nhạc Americana[11] và dân ca Appalachia[12] với ảnh hưởng của nhạc đồng quê[13] và bluegrass[14] chơi trên hợp âm thứ.[15] Bài hát được thu âm một lần duy nhất và chỉ sử dụng các nhạc khí acoustic[16] xuất hiện trước năm 1953 – khoảng thời gian trong câu chuyện của Xa ngoài kia nơi loài tôm hát – như măng cầm, fiddle,[17] tiếng guitar acoustic gảy nhẹ nhàng và âm đàn dây "lướt qua".[12] Bài hát mở đầu bằng âm guitar gảy rải rác và dần mở rộng thành một "bầu không khí mù sương" qua sự kết hợp giữa đàn dây và băng cầm.[18] Lời bài hát đề cập đến Kya, người kể chuyện trong bài hát và cũng là nhân vật chính của bộ phim, "đi lang thang qua những đầm lầy cỏ đầy cô đơn, tuyệt vọng vì những người đã rời bỏ cô và gợi ý về những điều bí mật mà cô đang nắm giữ".[19] Phần ca từ của tác phẩm nặng về những hình ảnh tự nhiên như những con lạch nhỏ, con đường làng, sương mù, mây, bùn lầy, đám thông,[15] bãi biển và rừng cây,[19] lấy cảm hứng từ bối cảnh của câu chuyện ở vùng ven biển North Carolina.[16] Trong bài hát, Swift sử dụng giọng hát với âm khu trầm nhẹ "như một tiếng thở".[16]