Kārļamuiža atrodas: Cēsu rajonā, Kārļos, Gaujas Nacionālā parka teritorijā. Tā ir 75 km attālumā no Rīgas, 8 km attālumā no Cēsīm (Žagarkalna), 7 km attālumā no Āraišiem un Zvārtes ieža, 13 km attālumā no Līgatnes.