三元區（古屬延平府沙縣、永安縣、汀州府歸化縣）明代中期即為閩中重鎮。位于三明市區西南部，東與梅列區相連，西與永安市毗連，南與大田縣交界，北與明溪縣接壤。介于北緯26°5′，東經117°5′之間。全區地勢自西北向東傾斜，位于武夷山脈與戴云山脈之間的匯水區，沙溪河谷梅列盆地為市區，海拔最高1500米以上。境內沙溪等5條河流匯于沙溪河。鷹廈鐵路，南三龍鐵路，205國道，102、212省道，福銀高速公路、泉三高速公路貫穿全境。三元區境內格氏栲自然保護區為原始森林公園。通行閩中方言永安話。