Муниципальное образование «Каменский городской округ» с центром в п.г.т. Мартюш расположен вокруг крупного промышленного центра Среднего Урала – города Каменска-Уральского в юго-восточной части Свердловской области в 100 км от г.Екатеринбурга, на юге граничит с Челябинской областью, на юго-востоке – с Курганской. На северо-западе граничит с МО «Белоярский городской округ», на северо-востоке с МО «Богдановическое», на юго-западе – с МО «Сысертский городской округ».
Общая площадь МО «Каменский городской округ» - 214602 га, в т.ч. сельскохозяйственных угодий – 89519 га.
Состав земель по категориям (в га):
- земли сельскохозяйственного назначения - 150480;
- земли населенных пунктов - 13473;
- земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, информатики, земли для обеспечения космической деятельности, земли обороны, безопасности и земли иного специального назначения - 2920;
- земли особо охраняемых территорий и объектов - 0;
- земли лесного фонда - 41500;
- земли водного фонда - 5754;
- земли запаса - 5754.
Территория района расположена в лесостепной зоне. Преобладающие виды деревьев – береза, осина, сосна.
Животный мир района представлен в основном лесными видами животных: лось, кабан, косуля, заяц, лисица, горностай, куница, барсук, норка, белка; из пернатых – глухарь, тетерев, рябчик, куропатка, водоплавающие.
Водные ресурсы района представлены реками Исеть и ее притоками Каменка, Камышенка, Грязнуха, принадлежащими бассейну реки Тобол. На территории имеются несколько озер: Тыгиш, Малый и Большой Сунгуль, Червяное, Сосновское, Карасье, пруд Боевский. На озерах осуществляется местный рыбный промысел.
Полезные ископаемые, преобладающие на территории района – глина, песок, щебень, мрамор, золото, бокситы.
С запада на восток по территории района проходит железная дорога «Екатеринбург-Курган», протяженностью 46 км, автомобильная дорога «Екатеринбург-Шадринск-Курган» протяженность которой составляет 42,5 км. Общая протяженность внутрирайонных дорог составляет 200 км. Автотранспортные магистрали, связывающие населенные пункты муниципального образования и соседние города, имеют асфальтобетонное покрытие.