Ο Δήμος Καρδίτσας συνορεύει ανατολικά με το Δήμο Σοφάδων, δυτικά – βορειοδυτικά με τους Δήμους Λίμνης Πλαστήρα και Παμίσου, βόρεια με το Δήμο Παλαμά και νότια – νοτιοδυτικά με την Περιφερειακή Ενότητα Ευρυτανίας. Βρίσκεται περίπου στο κέντρο της Περιφερειακής Ενότητας Καρδίτσας και στο δυτικό άκρο του Θεσσαλικού κάμπου, ενώ κατά τα δύο τρίτα (περίπου) της έκτασής του είναι πεδινός και κατά το ένα τρίτο ημιορεινός και ορεινός. 

Στο βόρειο τμήμα του Δήμου Καρδίτσας βρίσκονται οι ΔΕ Καρδίτσας και Κάμπου, βορειοδυτικά και βορειοανατολικά αντίστοιχα.  Νοτιοανατολικά βρίσκεται η ΔΕ Καλλιφώνου ενώ νοτιοδυτικά βρίσκεται η ΔΕ Ιτάμου. Στο δυτικό τμήμα του Δήμου βρίσκεται η ΔΕ Μητρόπολης.

Πίνακας: Δημοτικές/Τοπικές Κοινότητες και οικισμοί των ΔΕ Καρδίτσας, Ιτάμου, Καλλιφώνου, Κάμπου και Μητρόπολης του Δήμου Καρδίτσας

●      Ο μόνιμος πληθυσμός στο σύνολο του Δήμου Καρδίτσας ανέρχεται σε 44.002 κατοίκους (απογραφή ΕΛ.ΣΤΑΤ. 2011)

●      Στη ΔΕ Καρδίτσας συγκεντρώνεται το μεγαλύτερο μέρος του συνολικού πληθυσμού του Δήμου, που αντιστοιχεί σε 77,5%. Στη ΔΕ Ιτάμου μόλις το 4,7%, στη ΔΕ Καλλιφώνου το 4,4%, στη ΔΕ Κάμπου το 7,5% και στη ΔΕ Μητρόπολης το 5,9%.

●      Ο Δήμος Καρδίτσας τις δεκαετίες 1991,2001 και 2011 εμφάνισε αύξηση που αντιστοιχεί σε 1,88%. Αξίζει να σημειωθεί πως ενώ ο συνολικός πληθυσμός του Δήμου αυξήθηκε, ο πληθυσμός των περισσότερων ΔΕ μειώθηκε από 20 έως 30%. Εξαίρεση αποτελεί η ΔΕ Καρδίτσας που εμφάνισε αύξηση κατά 13%.  

Πίνακας: Πληθυσμιακή εξέλιξη των ΔΕ Καρδίτσας, Ιτάμου, Καλλιφώνου, Κάμπου, Μητρόπολης του Δήμου Καρδίτσας 1991-2001-2011 (πηγή: ΕΛ.ΣΤΑΤ.) 

Σύμφωνα με τον ν.3937/2011 (ΦΕΚ 60/Α/31-3-2011) Αρθ. 5, ως σημαντικά στοιχεία φυσικού περιβάλλοντος (οικοτόπων και ειδών) είναι οι περιοχές Natura, τα Καταφύγια Άγριας Ζωής (ΚΑΖ), τα Εθνικά Πάρκα, οι Εθνικοί Δρυμοί κ.λπ. 

Εντός των ορίων των ΔΕ Αυλώνος, ΔΕ Καπανδριτίου, ΔΕ Μαλακάσης, ΔΕ Μαρκόπουλου Δήμου Ωρωπού εντοπίζονται τα εξής σημαντικά στοιχεία και προστατευόμενες περιοχές φυσικού περιβάλλοντος:

●       Δίκτυο προστατευόμενων περιοχών Natura 2000: Περιοχή Λίμνης Ταυρωπού (GR1410001 - SCI A), Όρη Άγραφα (GR2430002 – SPA) με Φορέα Διαχείρισης το Φορέα Διαχείρισης Εθνικού Πάρκου Τζουμέρκων, Κοιλάδας Αχελώου, Αγράφων και Μετεώρων

●       Καταφύγια Άγριας Ζωής: K261 Λογγιές (Καταφυγίου) (ΦΕΚ 183/Β/13-4-83), K28 ΜπεσιώτηΜέγδοβα-Λαχανόρεμα (Μαυρομάτας) (ΦΕΚ 376/Β/81), K284 Μάρτσα-Κοκκινόβρυση (Κλειστού) (ΦΕΚ 708/Β/80)

Στο Δήμο Καρδίτσας δεν υπάρχουν Εθνικοί Δρυμοί, Εθνικά Πάρκα και Αισθητικά Δάση