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Karlovasi ist eine Siedlung in der Gemeinde Anatoliki Samos, im Regionalbezirk Samos, in der Region Nördliche Ägäis, Griechenland. Karlovasi liegt 3,4 km vom Gebirge Samos entfernt. Die Einwohnerzahl beträgt 1.278 (2021). Die nächste größere Stadt ist Kos, 94 km südöstlich. Nahe der Grenze: Türkei, 6,1 km. Zu den Sehenswürdigkeiten in der Umgebung gehören Heraion von Samos (5,5 km), Pythagoreion (0,1 km) und Tunnel des Eupalinos (1,2 km). Zu den Naturdenkmälern gehören Samiopoula (15,1 km) und Diaporti (11,8 km).