Elazığ ve Malatya illerine bağlı ilçe iken, 1938 yılında Erzincan iline bağlanmıştır. İlçenin Eğin olan adı,  Mustafa Kemal’in anısına Kemaliye'ye çevrilmiştir. Kemaliye Fırat'ın Karasu kolu üstünde, sağ kıyıda kurulmuştur. Doğudan Munzur Silsilesi, batıdan ise Sarıçiçek dağları ile çevrili olup, deniz seviyesinden 825-900 m. yüksekliktedir. Keban Barajı yapıldıktan sonra yükselen su seviyesi Kemaliye önünde bir göl oluşturmuştur.

Kemaliye'nin en önemli sorunlarından biri ulaşımdır. Çevresindeki en yakın il'e yaklaşık üç saat mesafede olan ilçenin dağlık oluşu, ulaşımı zorlaştırmaktadır. Kemaliye, Erzincan'a 163 Km. Malatya'ya 175 Km. ve Elazığ'a 145 Km. uzaklıktadır. Elazığ ve Malatya'dan gelen Karayolları birleşerek Arapgir'e ve daha sonra Kemaliye İlçe merkezine ulaşır. Bu yol, Bağıştaş demiryolu istasyonuna ve oradanda İliç-Kemah istikametinde devam ederek, Kemaliye'yi Erzincan'a bağlar.  
İlçe toprakları içinden doğup Karasu'ya karışan önemli su kaynakları; merkez ilçenin bağrından kaynayan Kadıgölü, Sarıkonak Köyü Suyu, Umutlu (Barasor) deresinin sularını toplayan Ziyaret Suyu ve Kekikpınar köyünden kaynayan Müran çayıdır. Ayrıca ilçe merkezine yakın ve çevredeki komşu köylerin bahçelerini besleyen Kırkgöz Kaynağı Kemaliye'yi ve Karasu vadisini yüksekten seyreden fevkalade bir güzelliğe sahiptir.

Kemaliye'nin dağlık yapısı dağ sporlarının yapılması ve geliştirilmesi bakımından oldukça elverişli bir ortamdır. Ayrıca bu arazi yapısı bir çok yabani hayvanın yörede yaşamasına ve barınmasına neden olmuştur. Yüksek kayalıklar arasında yaşayan dağ keçileri zaman zaman ilçe yakınlarına kadar sokulmakta ve seyredilebilmektedir.