Obština Karlovo je bulharská jednotka územní samosprávy v Plovdivské oblasti. Leží ve středním Bulharsku převážně v Karlovské kotlině, jedné ze Zabalkánských kotlin, a také na protilehlých svazích Staré planiny a Sredné gory. Správním střediskem je město Karlovo, kromě něj obština zahrnuje 3 města a 23 vesnice. Žije zde necelých 50 tisíc stálých obyvatel.