Karaisalı 37 Kuzey enlemi ile 35 Doğu boylamları arasında yer almaktadır. Adana iline bağlı olan Karaisalı, doğusunda İmamoğlu, güneyinde Yüreğir ve Seyhan, batısında Tarsus ve Pozantı, kuzeyinde Aladağ ilçeleri ile çevrilidir. Adana’nın kuzeyinde ve şehre 47 km uzaklıkta olan Karaisalı’nın yüzölçümü 1.775 km²’dir. Denize uzaklığı 93 km olup ilçe merkezinin denizden yüksekliği 241 m'dir.Karaisalı, engebeli arazinin bittiği Toros dağlarının başladığı yerde kurulmuş ovayı tepeden bakan, engebeyle dağ arasında köprü vazifesi gören bir yerleşim birimidir.
 
Karaisalı, akarsular bakımından zengin sayılabilecek düzeydedir. Seyhan Nehri ilçenin doğu sınırını oluşturur. Eğlence, Körkün ve Çakıt Çayları ile Üçürge Deresi her mevsim su bulunan akarsulardan olup Seyhan Nehrine dökülmektedir.

Ayrıca yörede Çatalan ve Nergizlik Barajları mevcuttur. Çatalan Barajı Adana’nın içme suyu ihtiyacını karşılamaktadır.

Karaisalı, Akdeniz ikliminin özelliklerini taşımaktadır. Yazları sıcak ve kurak, kışları ılık ve yağışlıdır. Bölgede meydana gelen yağışlar, genellikle yamaç yağışları ve gezici hava kütlelerinin karşılaşması ile oluşmaktadır. Ortalama yağış miktarı 917 mm'dir. Özellikle yaz döneminde nem yüklü sıcak bir hava görülmektedir. Bölgede 38 yıllık ortalama sıcaklık 18.3 °C'dir. En soğuk ay Ocak (8.82 °C), en sıcak ay ise Ağustos'tur (27.5 °C). Yine 38 yıllık verilere göre ortalama yüksek sıcaklık 24 °C, ortalama düşük sıcaklık 13.9 °C'dir.

İlçenin bitki örtüsü de Akdeniz iklimi özellikleri taşımaktadır. Yüksekliğin az olduğu yerlerde bodur ağaçlardan oluşan makiler görülmektedir. Ve yörede bol miktarda murt (mersin) olması sebebiyle yöre insanlarına Murtçu adı da verilmektedir.

Yüksekliğin fazla olduğu yerlerde ise ormanlar meşe, kızılçam, ardıç göknar, sedir gibi ağaçlardan oluşmaktadır. Maki toplulukları, tahrip edilen ormanlık alanlarda görülmektedir. Yaz mevsiminin kuraklığı ve uzunluğu bitki örtüsündeki çeşitliliği azaltmaktadır.

Karaisalı’da günümüze kadar gelen en eski yerleşim yeri Roma devrinden kalmıştır. Roma devrinde Midilli olarak adlandırılan şehrin kalıntıları Karaisalı’nın güneyinde bulunmaktadır. Dönemin büyük şehirlerinden biri olan Midilli’nin 70 binin üzerinde nüfus barındırdığı tahmin edilmektedir. Midilli şehri Büyük İskender’in Anadolu’yu istilası sırasında yıkıldıktan sonra birçok uygarlıkları barındırmıştır.Türklerin Anadoluya gelmelerinden sonra günümüzde birçok Selçuklu ve Osmanlı eserleri ve isimlerine rastlanmaktadır.

Yöreye Selçuklu Türklerinin yerleşmesi ile birlikte şehrin adının "Çeceli" olarak değiştirilmiştir. Günümüz ilçe halkının Yüreğir Ovasından gelen Ramazanoğulları ve Menemencioğulları soyundan gelmiştir. İlçeye bugünkü ismi, Ramazanoğullarından Kara İsa Bey’e atfen verilmiştir.

Anadolu’daki siyasi karışıklıklar, Selçuklu Devleti’nin Moğol hakimiyetine girmesinden sonra Antakya’dan Kudüs’e kadar yüzbinlerce çadırlık Türkmen nüfüsunun gelmesi.Bu nüfusun 1290’lı yıllardan itibaren Memluklular desteği ile Antakya üzerinden Çukurova’ya doğru yönlendirilmiştir. 1340’lı yıllarda Memlukluların "Ceyhan Nehri ve kıyılarını fetih" politikaları bölgeye hakim olmuştur. Ermenilerle yapılan savaşlar sonucu yenilgiye uğratılmışlardır.

1350 lerde Üçok’lu Türkmenler Yüreğir Beyoğlu Ramazan idaresinde bulunmaktaydı. Ramazan Bey, şimdiki Camili Köyünün kuzeyindeki Çaldağı’na yerleşmiştir. 1360 yılında Adana Ramazan Bey tarafından ele geçirilmiştir. Ancak Ramazan Bey, 1352 yılında Mısır Sultanının onayıyla Adana Bölgesi Türmen Emin (hükümdarı) olmuştur. Karaisa Milli kasabası kışlık yurt yeri Kızıldağ ve civarı da yayla yeri olarak verilmiştir. Ancak Karaisalı’nın “Annahşa” kalesini zorlu bir cenk veya mücadele ile ele geçirdiği anlaşılmaktadır. Annahşa kalesi Karaisa Bey’in fetih arazisinin merkezi idi.

Karaisa oğlu Hamza Bey, 1427 yılında Kahire’ye gelerek Memluk Sultanına bağlılığını bildirmiştir. Karaisalı Beyinin yanında "Dündarlı", "Hacılı", "Bulgarlı" oymakları da vardı. 1530 yılında Karaisaoğlu Sevindik Bey aşiretinin başında bulunmaktaydı.