O Município de Palma Sola situa-se na região do Extremo Oeste de Santa Catarina, limitando-se ao norte, com o Estado do Paraná, ao sul com os Municípios de São José do Cedro e Anchieta, a oeste com os Municípios de Guarujá do Sul e Dionísio Cerqueira e a leste com o Município de Campo Erê. Os limites à leste e sul são demarcados pelo Rio Capetinga, a Oeste, pelo Lajeado Conceição, Tracutinga e Lajeado Grande, enquanto que ao Norte, é por linha seca, o divisor de águas.

Quanto a acidentes geográficos, não destaca nenhum de forma especial, afora três quedas de águas, sendo uma no Lajeado Chicão e duas no Lajeado Grande. Aproximadamente 2/3 das terras do Município são de terrenos acidentados, constituídos em sua maioria por minifúndios rurais, enquanto que 1/3, são terras de áreas planas, favoráveis à mecanização agrícola.

A área do Município é de 305 km2. e encontra-se em uma altitude de 870 metros acima do nível do mar. As formações topográficas estão inseridas de características geomórficas da Serra do Capanema, um dos trechos da Serra do Mar. O solo Palmassolense é de Latosol Bruno Distrófico, com textura argilosa, de relevos ondulados de subtrato basáltico.

São solos de fertilidade natural, muito ácidos, no entanto. O clima é tipicamente subtropical, onde as temperaturas no inverno são baixas, chegando a índices abaixo de zero e no verão, elevando-se a máximas de 35 a 38º. A médias das precipitações pluviométricas por ano, variam entre 1600 e 1900 mm. É possível que Palma Sola, nos idos de 1893, tivesse recebido alguns moradores, quando se ocupavam os Campos de Palmas.

Quando em 1952, aqui vieram os primeiros colonizadores, advindos do Rio Grande do Sul, já aqui moravam algumas famílias: Lara, Amaral, Pauletti, Melo dos Santos, entre outras. Os pioneiros da colonização, no entanto, foram os Irmãos Crestani, vindos de Carazinho/RS. e aqui instalaram uma serraria, em torno da qual nasceria um pequeno núcleo populacional, que viria a constituir-se em 1961, o Município de Palma Sola.

O atual nome do Município é derivação de nome originário que era palmasola, de origem castelhana e cuja significação é palmeira solitária, palma suela, tida e havida na atual Praça da Matriz, acampamento dos tropeiros e andantes, com suas manadas e varas, à procura de mercado e civilização.