Akdeniz Bölgesi’nde, Mersin İline bağlı bir ilçedir. Doğusu ve güneyi Tarsus, batısı Mersin, kuzeyi ise Konya, Niğde illeri ile çevrilidir. Mersin ilinin ve bölgenin en büyük ve en eski yaylasından biridir. Tarsusa 65 km, Mersin’e 87 km. uzaklıktadır. İlçenin yüzölçümü 811 kilometrekare olup, yüksekliği şehir merkezinde 1.100, yukarılara çıkıldıkça 1.430 metreyi bulmaktadır. İlçe merkezinin yerleşim alanı 634 hektar, yüzölçümü 811 km²'dir.
Toros dağlarının ormanla örtülü yamaçları, pitoresk özelliğini koruyan yayla evleri, bol güneşi, yeşil ortamı, serin havası ile çok sayıda doğal güzellikleri bünyesinde barındırır. Çamlıyayla, özellikle sıcak yaz aylarında ovada yaşayan kent halkının dinlendikleri sakin ve huzurlu bir ortamdır.
Berdan ırmağının iki büyük kolu arasında Toros dağlarının eteklerinde, üç tarafı dağlarla çevrili bir konumdadır.
Yerleşim alanlarının içine kadar ormanla kaplı olan Toroslar'ın ağaç sınırının üstündeki haşin çıplak tepelerine kadar uzanmakta olan Çamlıyayla ilçesi, bir tarafından Cehennemdere, bir tarafından Kadıncık Vadisi ile eşine az rastlanan doğal güzelliklere sahiptir.
Çamlıyayla engebeli bir arazi yapısına sahiptir. Küplet ve Boklar Dağlarının zirveleri ile orman ağaçlarının yetişebileceği yerler dışında (ağaç sınırı) arazinin tamamı ormanlar ve yeşil bitki örtüsü ile kaplıdır. İlçe Merkezinde Küplet ve Boklar Dağlarının zirveleri dışında çıplak araziye rastlamak pek mümkün değildir. İlçe merkezinde düzlük denilebilecek alan çok azdır. Arazinin engebeli yapısı ilçenin yerleşime de yansımış bu nedenle dağınık bir yerleşim mevcuttur. Tarihi Namrun Kalesinin bulunduğu Tepe, Zevzek Tepesi, Sığır Yaylası (Sarıkaya) ve Atdağı yerleşimin etrafında yoğunlaştığı hakim tepelerdir.
Toros dağlarının ormanla örtülü yamaçları, pitoresk özelliğini koruyan yayla evleri, bol güneşi, yeşil ortamı, serin havası ile çok sayıda doğal güzellikleri bünyesinde barındırır. Çamlıyayla, özellikle sıcak yaz aylarında ovada yaşayan kent halkının dinlendikleri sakin ve huzurlu bir ortamdır. İzlemeye doyamayacağınız kanyonlar mevcuttur.
Çamlıyayla sınırları içerisinde yer alan ormanlarda Çam, Karaçam, Kızılçam, Fıstık Çamı, Ardıç, Dişbudak, Selvi, Meşe Türleri, Çınar, Akasya ve Defne Ağacı bulunmaktadır. Ayrıca aromatik bitki örtüsünde kekik, sıklamen, sahlep, nane, adaçayı, dağ çayı çeşitleri, defne ve kilipos ismi verilen mantar yetişmektedir. Yetişen bu ürünler çarşı içerisinde bulunan esnaflar tarafından ambalajlanıp satıldığı gibi kekik, dağ çayı gibi bazı ürünlerde kahve ve çay ocaklarında çay olarak içilmektedir. Dağ çayı tabiri ilçe ile özdeşleşmiştir. Kekiğin de suyu çıkartılarak Kekik Suyu olarak şişelenip satılmaktadır. Koruma altına alınan ve 9.5 m çevresi bulunan 1000 yaşlarındaki Anıt Ardıç (Ana Ardıç) ile Cocakdere'deki 670 yaşlarında olan Koçsedir (Kocakatran ) görülmeye değer anıtsal ağaçlardandır. İlçede toplam orman alanı 38 bin 53 hektar olup, orman sınırları içinde 22 bin 212 hektar normal koru ormanı, 13 bin 743 hektar bozuk koru ormanı mevcuttur. Yüzölçümünün %51.9'u ormanlık alandır.
Cehennemdere-Cocakdere yaban keçisi koruma ve üretme sahası olarak ayrılmıştır. Cehennemdere avlağı, itibaren yerli ve yabancı av turizmine açıktır. Yörede yaban domuzu, tavşan, keklik ve yırtıcı kuşlardan kartal bulunmaktadır. Ayrıca Cehennemdere Irmağı boyunca da alabalık avlanmaktadır.
İlçe İklimiz yazları serin ve kurak, Kışları ise soğuk ve yağmur, kar yağışlıdır. Bu nedenle yaz aylarında ziyaretçilerin yanlarında hırka veya uzun kollu giysiler bulundurmaları tavsiye edilir. Kış aylarında ise kar yağdığından özel araçla gelenlerin yanlarında araç zinciri bulundurmaları tavsiye olunur.