三光溪位于台湾省北部，是大汉溪的源流之一，发源于桃园、宜兰两县交界的唐穗山东侧，也就是靠宜兰县大同乡的那一侧。溪水先是向北流，至明池附近转向西流入桃园县复兴乡境内，汇集南边发源自西丘斯山的支流后，转向西北流至下巴陵，与马里阔丸溪（玉峰溪）会合后，即为大汉溪的起点。
三光溪谷为桃园县通往宜兰县的重要管道，北部横贯公路即沿此路线铺设。