동경 126°28′, 북위 37°28′에 위치한다. 인천에서 서쪽으로 12㎞ 지점, 영종도와 용유도의 중간에 있던 작은 섬이었다. 면적은 4.74㎢이고, 해안선 길이는 12.5㎞이었다. 삼목은 한자어의 의미로 '나무 세그루’를 의미하지만, ‘물이 드나드는 길목’이라는 유래를 가지고 있는 것으로 전해진다. 즉 섬 주변의 물길이 세 갈래였음을 의미한다.
섬 전체가 Y자형으로 북부에 구릉지(최고 높이 144m)가 발달하고, 섬의 허리 부분은 낮고 평평하여 취락이 분포하였다. 해안에는 넓은 개펄이 펼쳐져 있었으며, 대규모의 염전이 있었다. 인천국제공항을 영종도에 건설하면서 섬의 일부를 깎아 간석지를 매립하면서, 영종도·용유도·삼목도는 서로 연결되었다. 북쪽에 신도로 가는 배의 선착장이 위치해 있다.