Das Naturschutzgebiet Hochstein - Karlsleite liegt im Landkreis Sächsische Schweiz-Osterzgebirge in Sachsen. Das Gebiet mit dem 424 Meter hohen Hochstein erstreckt sich südwestlich von Berggießhübel, einem Ortsteil der Stadt Bad Gottleuba-Berggießhübel. Nördlich des Gebietes verläuft die Kreisstraße K 8755, östlich verläuft die S 174 und fließt die Gottleuba, ein linker Nebenfluss der Elbe.