Картали́нский райо́н — административно-территориальная единица (район) и одноимённое муниципальное образование (муниципальный район) в Челябинской области России.
Район граничит с Агаповским, Нагайбакским, Чесменским,Варненским, Брединским, Кизильским районами Челябинской области России и Денисовским и Житикаринским районами Костанайской области Республики Казахстан.
Гидрографическая сеть района развита слабо и представлена, в основном, несколькими реками бассейна реки Тобол. Большая часть территории Карталинского района относится к Обскому бассейну, на восток, к Тоболу течёт большая часть рек района.
Река Караталы-Аят с её малочисленными притоками является равнинной рекой с высоким весенним половодьем, со сравнительно низкой меженью.
Остальные реки: Нижний Тогузак, Карагайлы-Аят, Сухая, Акмулла, Сатыбалты, Ширяев Лог, Ольховка маловодны, перемерзают в наиболее суровые зимы. В половодье вода поднимается, но пойма затопляется редко. Район входит в зону недостаточного водообеспечения.
Район характеризуется как тёплый, засушливый. Устойчивый снежный покров устанавливается около середины ноября. Период с устойчивым снежным покровом продолжается 145-150 дней. Расчётная температура наиболее холодной пятидневки составляет -36°С.