La réserve de Karadag est située sur la côte sud-est de la péninsule de Crimée, sur la mer Noire, à l'extrémité orientale des monts de Crimée. Le site est construit sur la montagne Kara Dag, un massif volcanique qui s'est formé lors du Jurassique. Les rives sud des montagnes descendent vers la mer, créant un littoral de 8 km de baies, de plages et de grottes. 809 hectares du site couvrent des zones marines off-shore. Le secteur marin ainsi que la plage de galets et les falaises côtières jusqu'à 120 mètres, sont une zone humide RAMSAR d'importance internationale. La réserve est entourée par les villes côtières de Koktebel au nord et de Kurortne au sud .