Karlovačka županija kontaktni je prostor dviju geografskih regija: Panonske Hrvatske i Gorske Hrvatske, a najviši vrh je Kula na Bjelolasici sa 1534 m n.m., na granici s Primorsko-goranskom županijom. Županija je poznata po brojnim vodotocima, a ljepote karlovačkih rijeka Kupe, Korane, Mrežnice i Dobre, izuzetan su turistički potencijal. Ono što Mrežnicu izdvaja od ostalih krških rijeka u Hrvatskoj su čak 93 sedrena slapa, a slikovitost slapova, raznolikost oblika i razvedenost ono je što ih čini jedinstvenima. Šumovitost gorja Velike i Male Kapele, zelenilo kordunskog krša, tranzitni položaj i bogata povijesna baština trajne su vrijednosti na kojima počiva gospodarsko privređivanje i kvaliteta življenja njena stanovništva.  

Na području županije nalaze se neke istaknute prirodne znamenitosti:

• Baraćeve špilje
  
  

Odlikuju se bogatstvom siga i kalcitnog nakita, ali i spiljske faune, a služile su kao sklonište ljudima tijekom prapovijesti i srednjeg vijeka. Gornja Baraćeva spilja među prvim je spiljama u Hrvatskoj otvorena za turističke posjete, još 1892. godine. Uz spilje je 2004. godine otvoren prvi hrvatski speleološki dom. Gornja Baraćeva spilja tada je ponovno uređena za razgledavanje.

• Bijele i Samarske stijene

Zaštićene su u kategoriji strogi rezervat i kao takva kategorija jedine u Karlovačkoj županiji. Ovo zaštićeno područje nalazi se u osim u Karlovačkoj, još i u Primorsko-goranskoj županiji .U strogom rezervatu zabranjene su gospodarske i druge djelatnosti, a namijenjen je isključivo očuvanju izvorne prirode gdje se može dopustiti posjećivanje, istraživanje i monitoring uz dopuštanje nadležnog Ministarstva.
Kao jedan od najinteresantnijih krških reljefa Bijele i Samarske stijene dio su masiva Velike Kapele.

• Klek

Područje Kleka kao rubni dio krškog masiva Velike Kapele, zaštićeno je kao značajni krajobraz u okviru ekološke mreže NATURA 2000. Znatno nadvisuje Ogulinsko-plaščansku zavalu i istočne okolne predjele te je dio granice visokog krša u Hrvatskoj, te je kao takav omiljeno planinarsko izletište.

• Pertrova gora

Petrova gora jedno je od najljepših i najbolje očuvanih gorskih šumskih krajobraza Republike Hrvatske. Zbog iznimne krajobrazne vrijednosti područje "Petrova gora“ i „Biljeg" u središnjem dijelu Petrove gore je zaštićeno 1969. godine u kategoriji značajnog krajobraza zbog očuvanja šumskog staništa, potočnih dolina te krajobraznih i kulturno-povijesnih vrijednosti u svrhu održivog razvoja, te za potrebe turizma i rekreacije.

• Čorkova uvala

U sklopu Nacionalnoga parka Plitvička jezera očuvana je najljepša prašuma Dinarida – Čorkova uvala. To je iskonska nedirnuta šuma bukve i jele koja se razvija isključivo pod prirodnim uvjetima svoga staništa bez neposrednog utjecaja čovjeka. Danas su najčešći posjetitelji uvale istraživači i promatrači prirode. Netaknuta prašuma Čorkova uvala jedna je od najljepših u Europi. O bogatstvu flore svjedoči 1.267 poznatih biljnih vrsta od kojih je 75 endemičnih i čak 55 različitih vrsta orhideja. Za vrijeme prethodnih istraživanja u parku je pronađena 321 vrsta leptira, 161 vrsta ptica i 21 vrsta šišmiša, što samo ukazuje na bogatstvo divljih životinja.

• Đulin ponor

U samom središtu grada Ogulina nalazi se fenomen hidrogeološkog spomenika prirode. Kanjonom kroz samo središte grada, svoj tok završava rijeka Dobra - ponire ispod kamenih i strmih litica u ogromnom otvoru: Đulin ponor se sa spiljom Medvedicom nastavlja u najduži speleološki objekt Hrvatske. Do sada je istražen čak 15 701 metar sustava. Kamene litice ponora izazivaju alpiniste da okušaju svoju sposobnost i znanje.