Территория района расположена в междуречье Уфы и нижнего течения Ая, на высоте 300—400 м над уровнем моря и сильно расчленена речными долинами и логами. Восточная часть занята системой передовых хребтов западного склона Урала. Благодаря влиянию орографического фактора количество осадков возрастает до 550—600 мм, безморозный период сокращается до 90—100 дней. Преобладают серые и тёмно-серые лесные почвы, а в юго-восточной части — серые и тёмно-серые горно-лесные почвы. Распространены смешанные леса, занимающие 46,8 % территории района. Организованы Карлыхановский и Белокатайский заказники по охране бобра, норки, выдры и других охотничье-промысловых видов животных и птиц.
На территории района выявлены залежи песчаников (Новобелокатайское), кирпичной глины (Атаршинское), песка, песчано-гравийных материалов (Карлыхановское), агрономических руд: известняка, гажи известковой, торфотуфов (Аксаганское), часть которых используется для местных нужд. Площадь сельскохозяйственных угодий 124,7 тыс. га (41,1 % территории района), из них пашни 84,2, сенокосов 17,2, пастбищ 23,3 тыс. га. Сложившаяся специализация сельского хозяйства: скотоводческо-зерновая с развитым свиноводством. Имеющиеся ресурсы леса: (128,4 тыс. га с запасами древесины 18,5 млн м³, в том числе хвойных пород — 2,5 млн м³) используются Карлыхановским леспромхозом, Ургалинским и Кадыровским лесозаготовительными участками.
Район сильно расчленён речными долинами и логами. Протекают крупные реки Ай, Большой и Малый Ик, Вас-Елга. Немало мелких рек. В районе крупнейшее водохранилище: Белокатайское на реке Большой Ик.
История
Район образован 20 августа1930 года, когда, согласно постановлению президиума ВЦИК, было ликвидировано разделение Башкирской АССР на кантоны и образовано 48 районов. Центром района стало село Старо-Белокатай.
Айлинская волость за исключением селений Большие Тугузлы, Идрисово, Шуляма, Арасланово, Н.-Лопас, Кулбаево, хут. Молина, Асылгужино, хут. Тукачева, Рождественское, хут. Волгепре, Абдрезяк, Сюрюбай, Анферово, Павлово, Кульбаково, Никольское, х. Меньшикова, Петрушкино, Покровка, х. Обухове, М.-Петрушкино, х. Смертина, х. Соколова, Токтарово, х. Титова[4].
На гербе и флаге в зелёном поле тамга башкирского рода катай (тамга в виде опрокинутой золотой дуги просечённой зеленью), из которой возникает серебряная с золотыми рогами лосиная голова, символизирующая животное рода бала-катай — лось («мышы»), в оконечности герба, кроме того, расположены три малые серебряные сосны без корней.
В районе 38 общеобразовательных школ, в том числе 12 средних, остальные являются основными и начальными, специальная (коррекционная) школа-интернат VIII вида, музыкальная школа, профессиональное училище, 21 массовая библиотека, 42 клубных учреждения, центральная районная и 3 участковых больницы. Издаётся районная газета на русском и башкирском языках «Новый Белокатай» — «Яңы Балаҡатай».