松花江三湖保護區(qū)位于吉林省的東南部，地處長白山西北麓，松花江中上游的源頭區(qū)。行政區(qū)域橫跨吉林市與白山市境內的5個縣市區(qū)28個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。地理坐標為東經126°34′—127°58′，北緯42°06′—43°52′，保護區(qū)總面積1144710 hm2。
三湖保護區(qū)是吉林省人民政府于1990年2月批準建立的省級保護區(qū)，是一處以保護森林生態(tài)和水資源為主的綜合性保護區(qū)。2009年9月，經國務院批準，在三湖保護區(qū)重點區(qū)域區(qū)劃出115253.2公頃，晉升為國家級自然保護區(qū)。保護對象為松花江上游的水源涵養(yǎng)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性。三湖國家級自然保護區(qū)劃分為核心區(qū)、緩沖區(qū)和實驗區(qū)。核心區(qū)面積為37686 hm2，占保護區(qū)總面積的32.7%；緩沖區(qū)面積為40263.7 hm2，占保護區(qū)總面積的34.9%；實驗區(qū)面積37303.5 hm2，占保護區(qū)總面積的32.4%。
保護區(qū)地處歐亞大陸的東部，大地構造跨越中朝準臺地和吉黑皺褶系兩大構造單元。保護區(qū)南部以玄武巖臺地為主，北部受第二松花江切割，兩側形成四條山脈，山脈之間，存在著許多剝蝕山地和丘陵，發(fā)育了許多寬大河谷。
保護區(qū)氣候屬北半球溫帶大陸性濕潤季風氣候。主要特點是四季分明。春季干燥多風，夏季溫熱多雨，秋季涼爽多晴，冬季漫長寒冷。年均降水量600～830mm。年平均氣溫1.9～4.4℃，無霜期92～130天。
保護區(qū)水系發(fā)達，擁有長度在20公里以上支流146條。主要河流包括第二松花江、頭道松花江、二道松花江、輝發(fā)河等。保護區(qū)內有松花湖、紅石湖、白山湖三大湖泊，均為人工湖。三個梯級人工湖總長約300 km，其中松花湖158.8 km，紅石湖50 km，白山湖90 km。湖面正常水位面積72838 hm2 ，總有效庫容為135.8億m3，最大庫容可達180.0億m3，集水區(qū)年均徑流量136.5億m3，占吉林省地表水總量的38.2%。是三湖下游的吉林、長春、松原、哈爾濱、佳木斯等沿江10多個市縣人民生活用水和工農業(yè)用水的重要水源地。同時，也是黃河以北地區(qū)淡水資源貯量最大，區(qū)位最好，可工程控制能力最強，可利用價值最高的水源基地。
本區(qū)的土壤類型分為暗棕壤、灰宗壤和白漿土、沖積土、沼澤土、泥炭土、草甸土、水稻土等8種類型。保護區(qū)生物地理位置獨特，屬長白山植物區(qū)系，保護區(qū)內最高海拔1404.8m，位于南樓山；最低190m位于豐滿壩下。是物種豐富，珍稀瀕危動植物集中分布的地段，它彌補了長白山保護區(qū)海拔500m以下區(qū)域動植物的空白。
自第三紀以來，受冰川影響較少，而且滑下式山地走向，有利于南北植物遷移，植物種類繁多，森林資源十分豐富。有林地面積81萬hm2，活立木蓄積量1.1億 m3 ，森林覆蓋率達71% 。主要有長白落葉松林群系；魚鱗云杉、紅皮云杉、臭冷杉、紅松林群系；蒙古櫟、紅松林群系；楓樺、紫椴、紅松林群系; 紫椴、水曲柳、紅松林群系; 春榆、水曲柳、紅松林群系; 春榆、紅松林群系; 山楊林群系；白樺林群系; 蒙古櫟林群系; 水曲柳、胡桃楸林群系; 水曲柳、白樺林群系。
濕地植被有長白落葉松林沼澤群系；苔草—柳葉繡線菊沼澤群系；小葉章沼澤群系。
按照國際濕地公約的分類體系，松花江三湖自然保護區(qū)內的濕地共分為9大類型。其中天然濕地6個類型，人工濕地3個類型。天然濕地有永久性河流、湖泊、草本沼澤、泛濫地、灌叢沼澤和森林沼澤；人工濕地類型有魚塘、水塘和蓄水區(qū)、水庫。
據初步調查，區(qū)內有野生植物63目160科526屬1489種。其中低等植物地衣1目17科27屬57種；高等植物中苔蘚植物11目24科35屬50種、蕨類植物8目20科35屬81種、裸子植物1目3科7屬11種、被子植物42目96科42 2屬1290種 。列入國家重點保護野生植物名錄第一批的有11種。其中，國家Ⅰ級重點保護野生植物1種，即東北紅豆杉；國家Ⅱ 級重點保護野生植物10種，它們是紅松、水曲柳、黃檗、鉆天柳、紫椴、刺五加、核桃楸、野大豆、蓮、東北茶藨子。
保護區(qū)內野生動物資源豐富，分布有脊椎動物35目93科403種。其中水生脊椎動物7目15科74種；陸生脊椎動物28目78科329種。國家Ⅰ級保護動物有9種，分別為東方白鸛、金雕、白尾海雕、中華秋沙鴨、丹頂鶴、白鶴、白頭鶴、紫貂和原麝。國家Ⅱ級保護動物有白鷺、蓑羽鶴、白枕鶴、鴛鴦、蒼鷹、紅隼、紅角隼、黑熊、馬鹿等44種。因此三湖保護區(qū)是我國東北長白山重要的野生動物種源基因庫。
保護區(qū)是溫帶天然次生林保存最為完整的區(qū)域，是物種豐富，珍稀瀕危動植物集中分布的地段，其森林生態(tài)系統(tǒng)在松花江的源頭區(qū)涵養(yǎng)水源、降低洪峰高度、凈化水質、調節(jié)氣候、防止水土流失等方面發(fā)揮著巨大的生態(tài)功能。尤其作為供水水源，在保證其流域5千萬人口的生產 、生活、生態(tài)用水的安全方面起著重要的作用。
隨著人口的增多，生產活動的擴大，區(qū)內保存的重要自然生態(tài)系統(tǒng)和野生生物物種受到嚴重威脅。森林生態(tài)系統(tǒng)與生物物種一旦被人們破壞，造成生態(tài)質量下降，生物多樣性喪失便很難再恢復。更為嚴重的是將導致整個松花江流域的生態(tài)條件而改變，將嚴重影響經濟社會可持續(xù)發(fā)展和區(qū)域范圍內廣大群眾的生態(tài)環(huán)境。因此，區(qū)內的森林生態(tài)系統(tǒng)具有極高的保護價值。