Чемальский район расположен в центральной части Республики Алтай в низкогорной лесной и горно-степной зонах Северного Алтая. Территория района охватывает долину нижней Катуни и систему малых горных рек — ее притоков. Район начинается в селе Усть-Сема, если свернуть на Чемальскую трассу с Чуйского тракта, уходящего через мост на левый берег Катуни.