Каменский район расположен на северо-западе Ростовской области, в пойме среднего течения Северского Донца. Территория района — 2,57 тыс. км².
Недра района богаты полезными ископаемыми, имеются большие залежи каменного угля, строительного камня, глины песка, природного газа.
В некоторых местах добычи камня карьеры заполнились водой, образовав глубокие и чистые водоёмы.