Terletak di Desa Gebangharjo, Kecamatan Pracimantoro, Kabupaten Wonogiri, sekitar 30 km timur kota Wonosari, atau 40 km selatan Wonogiri dan 60 km barat Pacitan. Lokasi tersebut mudah dicapai baik dari Yogyakarta, Jawa Tengah maupun dari Jawa Timur.

Pada tanggal 6 Desember 2004 di Gunung Kidul Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta, Presiden Republik Indonesia telah menetapkan kawasan Karst Gunung Sewu dan Gombong Selatan sebagai kawasan Eco Kars. Selanjutnya pada akhir tahun 2005 Presiden Republik Indonesia mengeluarkan Instruksi Presiden Nomor 16 tentang Kebijakan Pembangunan Kebudayaan dan Pariwisata, diantaranya menginstruksikan kepada Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral untuk mengembangkan kawasan karst sebagai daya tarik wisata. Berdasarkan hal tersebut di atas pada tahun 2008 Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral Badan Geologi bersama-sama dengan Pemerintah Provinsi Jawa Tengah dan Pemerintah Kabupaten Wonogiri telah membuat kesepakatan bersama untuk mewujudkan terbangunnya Museum Karst Indonesia. Pada tanggal 30 Juni 2009 museum ini diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia dengan ditandatanganinya Prasasti Museum Karst Indonesia di Kabupaten Sragen Jawa Tengah.

Konsep pembangunan museum yang memadukan antara bangunan fisik dan lingkungan alam di sekitarnya merupakan proyeksi dari kegiatan in-door dan out-door. Keragaman unsur karst di luar bangunan mendukung arti dan fungsi museum, sehingga konsep back to nature tercapai. Kawasan di luar museum sebagai museum alam mencakup seluruh system Karst Gunung Sewu. Seluruh kawasan, baik yang terletak di wilayah Kabupaten Gunung Kidul (DIY), Kabupaten  Wonogiri (Jawa Tengah) maupun Kabupaten Pacitan (Jawa Timur), tersatukan dalam satu kesatuan ekosistem.

Kawasan Museum Kars Indonesia mempunyai luas 24,6 Ha yang berbentuk lembah di antara bukit-bukit Karst, dikelilingi oleh beberapa situs gua dan luweng :

• Gua Tembus mempunyai panjang lorong 50 m serta mempunyai 2 mulut gua.
• Gua Sodong dengan lorong yang panjang, mempunyai bentukan stalaktit dan stalakmit yang masih hidup, sungai bawah tanah, dan sumber air yang dimanfaatkan oleh Dusun Mudal.
• Luweng Sapen merupakan gua vertikal dengan sungai bawah tanah di dasarnya yang telah diturap untuk memenuhi kebutuhan air 3 dusun di Desa Gebangharjo.
• Gua Gilap merupakan bentukan dolina denga tebing vertikal, mempunyai bentukan stalaktit yang unik dan gua di dasar dolina yang belum tereksplorasi.
• Di samping itu ada 2 gua kecil (ceruk) di sekitarnya, yaitu Gua Mrica dan Gua Sonya Ruri.