三阳川位于天水市麦积区西部，是由渭河与葫芦河冲击、侵蚀而形成的河谷盆地。其河北属于黄土高原南缘，河南属于西秦岭北支系山脉。三阳川川区海拔1100米左右，南北山区海拔高度在1300米至1800米之间，三阳川气候温暖，四季分明，雨量适当，属于暖温带气候。

三阳川历史悠久，是天水有名的文化区和旅游胜地。据出土的仰韶时期文物证明，早在新石器时代，人类就开始在这里繁衍生息，创造了先进的三阳文明。夏、商时代，三阳川属古雍州所辖；秦武公十年(前688年)，设中国历史上第一个县——邽县，属之；宋代称三阳寨。明代学者胡缵宗在《卦台记》中说，三阳者：“朝阳启明,其台光荧；太阳中天，其台宣朗；夕阳返照，其台腾射。”“朝阳、正阳、夕阳”是一天中早、中和晚三个时辰，太阳在三阳川照射所形成少见的景致。至今，在三阳川仍保留着伏羲和先民们观测天象的“早阳寺、正阳寺、晚阳寺”以及历代遗迹石佛寺、演营寺、樊家城、龙马洞、封姓石、导流山、渭水秋声等景点。

三阳川境内有两条河流，渭河与葫芦河。渭河发源于甘肃中部渭源县的鸟鼠山，向东流经甘肃东部，横穿陕西关中平原，在潼关注入黄河，是黄河的最大支流。渭河从渭南镇和中滩镇最西端的余家峡流进三阳川，绕过卦台山，流进了三阳川的腹地。它在中滩镇张白村以东的渭南、中滩、石佛三个乡镇交界处，接纳了自北而来的葫芦河，然后在三阳川最东端的导流山下流出三阳川。葫芦河发源于宁夏西吉，是渭河的一级支流。它经天水市秦安县与三阳川接壤的地方流入三阳川，然后在石佛乡的峪口村附近汇入渭河。独特的地理与气候，造就了三阳川这颗黄土高原上的明珠。