Três Marias está localizada em uma região de acesso privilegiado, cortada pela rodovia federal BR-040, que liga Brasília-DF ao Rio de Janeiro-RJ.

O município se estende por 2.678,3 km² e contava com 28.895 habitantes no último censo. A densidade demográfica é de 11,8 habitantes por km² no território do município.

A cidade fica às margens da importante rodovia federal BR-040, que liga Belo Horizonte a Brasília. Os municípios vizinhos são: Buritizeiro, Lassance (N), Felixlândia (S), Corinto (E), Morada Nova e São Gonçalo do Abaeté (W).

Situado a 569 metros de altitude, de Três Marias tem as seguintes coordenadas geográficas: Latitude: 18° 12' 21'' Sul, Longitude: 45° 14' 31'' Oeste.