Като́н-Карага́йский район (каз. Қатон-Қарағай ауданы) — административно-территориальная единица второго уровня на востоке Восточно-Казахстанской области в Казахстане. Административный центр района до 2024 г.— село Улькен Нарын.
Район занимает северо-восточную часть территории области. Крайняя восточная точка страны. На севере и севере-востоке район граничит с Усть-Коксинским и Кош-Агачским районами Республики Алтай Российской Федерации, на юго-востоке с округом Алтай Синьцзян-Уйгурского автономного района Китая, на юге — с Куршимским районом, на северо-западе — с Зыряновским районом, на западе район омывается водами Бухтарминского водохранилища, через которое граничит с Кокпектинским районом. От крайней восточной точки района (и всего Казахстана) до западных границ Монголии расстояние составляет всего 40 км.
Рельеф территории района — горный[6] (хребты Нарымский, Сарымсакты, Тарбагатай, Южный Алтай, Листвяга, Катунский).
По агроклиматическим условиям Катон-Карагайский район расположен в горной, предгорной и альпийской зонах с резко континентальным климатом, характеризуется суровой продолжительной зимой, коротким жарким летом и скоротечными весной и осенью. Территория района чётко делится на четыре климатические зоны:
Климат высокогорной и горно-лесной зоны очень влажный, умеренно холодный, местами очень холодный. Средние температуры января — -13…-18 °C, июля — 15…17 °C. Среднегодовое количество осадков — 350—400 мм[6]. В северной половине зоны за год выпадает 550—560 мм осадков. Июльский максимум осадков выражен хорошо.
Средняя месячная скорость ветра за год составляет 1,7 м/сек. Число дней с сильным ветром за год составляет 7, а с пыльной бурей — 10 дней.