三阳镇地处中低山、丘陵区；地势为东高西低、北高南低。最高点清凉峰，海拔1787.2米，为歙县最高峰，皖南第二高峰；最低点王家庄谷地，海拔152米。

三阳镇属亚热带季风气候，其特点是四季分明，梅雨显著。多年平均气温16.4℃，极端最低气温-14.1℃（1991年12月29日）；极端最高气温为41.3℃（2003年8月1日）。无霜期年平均230天。年平均日照时数1876小时。年平均降水量1597毫米。

三阳镇境内河道属新安江水系。昌源出清凉峰至搁船尖一带山峰西麓，自东向西流经老竹铺，有老竹源、白石源、梅溪、柏川河汇入，经王家庄，与英坑河交汇流入杞梓里镇，境内长33千米。

三阳镇主要自然灾害灾害有水灾、旱灾，低温、雹灾、雪灾、风灾、地质灾害等次之。水灾主要发生在6—7月，较为严重的一次水灾发生在1969年7月5日。旱灾主要发生在8—9月，较为严重的一次旱灾发生在1978年。

三阳镇境内金属类矿藏有铜、铀、钨、钒等，其中三阳坑黑钨矿的C2级储量为20.2万吨；非金属类矿产有石煤矿、石灰岩矿。清凉峰自然保护区内有国家、二类保护动物10余种。

2011年，三阳镇有耕地面积2687亩，其中水田2235亩，旱地452亩。林地面积15.7万亩，森林活立木蓄积量30.1万立方米，森林覆盖率77%。

2011年末，三阳镇总人口21027人，其中城镇常住人口1003人，城镇化率4.8%。总人口中，男性10784人，占51.3%；女性10243人，占48.7%；14岁以下3302人，占15.7%；15—64岁14349人，占68.2%；65岁以上3376人，占16.1%。总人口中，以汉族为主，达20921人，占99.5%；有苗、壮、回、土家等10个少数民族，共106人，占0.5%。2011年，人口出生率8.8‰，人口死亡率5.1‰，人口自然增长率3.7‰。人口密度为每平方千米172人。

2017年末，三阳镇常住人口为14298人。

截至2019年末，三阳镇户籍人口为20733人。

2011年，三阳镇完成财政总收入1343.4万元，比上年增长33.3%。其中国税收入895.5万元，地税收入432.9万元。从各主要税种看，完成营业税410万元，增值税750万元，企业所得税80万元。人均财政收入638.9元，比上年增长34%。农民人均纯收入7111元。

2019年，三阳镇有工业企业17个，其中规模以上4个，有营业面积超过50平方米以上的综合商店或超市11个。

2011年，三阳镇实现农业总产值10256万元，比上年增长14%。农业增加值占生产总值的28.14%。

三阳镇粮食作物以稻谷、小麦、玉米、大豆为主。2011年，生产粮食1954吨，其中稻谷1020吨，小麦169吨，玉米390吨，大豆85吨。主要经济作物以茶叶、菊花、蔬菜为主。2011年，茶叶种植面积12384亩，产量280吨；菊花种植面积3270亩，产量119吨；蔬菜种植面积2231亩，产量2741吨；油菜产量299吨。

三阳镇畜牧业以饲养生猪、家禽为主。2011年，生猪饲养量15806头，年末存栏5673头；家禽饲养量26600羽。

三阳镇形成以农产品加工、电线电缆制造业为主的工业体系。2011年，工业总产值达到1.6亿元，比上年增长20%；工业增加值占国内生产总值的43.4%。2011年，工业企业10家，职工135人。其中规模以上工业企业4家。

2011年末，三阳镇有商业网点382个，职工406人。2011年，社会商品销售总额9971.5万元，比上年增长19.7%。

2011年末，三阳镇金融机构各类存款余额3.1亿元，比上年增长21.3%；各项贷款余额2400万元，比上年增长57.1%。

2011年末，三阳镇有幼儿园3所，在园幼儿208人，专任教师6人；小学14所，在校生711人，专任教师69人，小学适龄儿童入学率100%；初中1所，在校生412人，专任教师42人，初中适龄人口入学率、小升初升学率、九年义务教育覆盖率均达100%。2011年，财政预算内教育经费817.1万元，比上年增长36.2%。

2011年末，三阳镇有文化广播站1个，村文化活动中心7个，各类图书室8个，藏书2.3万多册；梅溪协会和老年协会2个群众性文化组织，文学艺术研究、创作、表演队伍达200多人。2011年末，有线电视用户0.2万户，入户率40%。

2011年末，体育场地2处，农民健身公园1处。1个村安装了健身器材，经常参加体育活动的人员占常住人口的20%。

2011年末，三阳镇有各级各类医疗卫生机构18个，其中卫生所4个；病床5张，固定资产总值241万元。专业卫生人员30人，其中执业医师5人，执业助理医师7人，注册护士3人。2011年，医疗机构完成诊疗1.3万人次。2011年，新型农村合作医疗参合人数19325人，参合率98.5%。

2011年，三阳镇有城镇最低生活保障户数74户，人数104人，支出28.7万元，比上年增长30%，月人均230元，比上年增长30%；城市医疗救助76人次，民政部门资助参加合作医疗1047人次，共支出21.27万元，比上年增长25%。农村最低生活保障户数857户，人数935人，支出90.4万元，比上年增长62%，月人均80元，比上年增长60%。国家抚恤、补助各类优抚对象74人，抚恤事业费支出28.27万元，比上年增长30%。社会福利费2.1万元，比上年增长20%；敬老院1家，床位50张，收养农村五保人员34人。参加新型农村社会养老保险1.08万人，参保率91.50%。

2011年末，三阳镇有邮政代办所1个。电信服务网点1个，固定电话用户0.6万户，电话用户普及率81.6%；移动电话用户1.3万户，宽带接入用户0.1万户。

2011年，三阳镇境内徽杭高速公路、324省道、002县道公路过境。

三阳镇因镇人民政府驻地位于三阳村而得名。

2019年，三阳镇入选安徽省避暑旅游目的地。

2021年11月3日，三阳镇被文化和旅游部命名为2021—2023年度“中国民间文化艺术之乡”。