Карачаево-Черкесия располагается в предгорьях северо-западного Кавказа.

Состоит из 10 муниципальных районов — Абазинского, Адыге-Хабльского, Зеленчукского, Карачаевского, Малокарачаевского, Ногайского, Прикубанского, Урупского, Усть-Джегутинского, Хабезского и двух городов республиканского подчинения — Карачаевска и Черкесска.

Климат умеренно тёплый, зима короткая, лето тёплое, продолжительное, достаточно увлажнённое. Для климата показательна большая продолжительность солнечного сияния. Средняя температура января -3,2 °C, июля +20,6 °C, самая высокая температура +43 °C, низкая -29 °C. Среднегодовое количество осадков от 500 до 2000 мм. Большая часть (около 80 %) Карачаево-Черкесской Республики расположена в горной местности. В пределах республики выделяются 3 зоны: предгорная равнина, предгорья и горы Кавказа. На севере тянутся передовые хребты Большого Кавказа, на юге — Водораздельный и Боковой, их высота достигает 4000 м. К побережью Чёрного моря ведут Марухский и Клухорский перевалы. На границе с Кабардино-Балкарией расположена гора Эльбрус, две вершины которой — самые высокие вершины Европы.

В республике имеется изобилие водных ресурсов: около 130 высокогорных озёр, множество горных водопадов. Протекают 172 реки, из которых самые крупные — Кубань, Большой и Малый Зеленчук, Уруп, Лаба; имеется Кубанское водохранилище. Действующая в республике система Большого Ставропольского канала является источником водоснабжения для Ставропольского края.

Недра богаты природными ископаемыми: каменный уголь, гранит, мрамор, различные руды и глины. В больших запасах — лечебные минеральные воды, присутствует множество термальных источников. Карачаево-Черкесия расположена в зоне горных степей и широколиственных лесов. Почвы главным образом чернозёмы и серые лесные. В лесах и высокогорье сохранилась богатая флора и фауна. На территории республики имеется ряд особо охраняемых природных территорий, в том числе Тебердинский заповедник и часть Кавказского заповедника.