三元区位于福建省中西北部。总面积803平方千米。通行闽中方言永安话。全区辖4个街道、2个镇、2个乡。区政府驻城关街道。境内沙溪等5条河流汇于沙溪河。
三元区属中亚热带气候,年均温19.5℃,1月均温10.2℃,7月均温38.7℃,年降水量1620毫米。鹰厦铁路,205国道,102、212省道横贯区境。普禅山佛光、莲花峰日出,锣钹山云海、百林公园林涛等为著名景观。格氏栲自然保护区已建为森林公园。