영흥만(永興灣)으로 흘러들어가는 안변남대천(安邊南大川)의 상류, 가래산(架來山) 투우곡(鬪牛谷)에 있다. 폭포는 마상산(麻桑山, 1,126m)에서 흘러내리는 계류와 그보다 북쪽에 솟은 1,168m의 능선에서 흘러내리는 계류가 합류하는 지점 가까이에 있다.
삼방폭포는 150여 개의 절벽에서 직하(直下)하는 비폭(飛瀑)으로 되어 있다. 이끼가 낀 암벽에 무수히 걸려 있는 폭포수와 무성한 수림 사이에서 우뢰와 같은 소리를 내며 떨어지는 삼방폭포는 삼복더위에도 추위를 느낄 정도이다.
이 일대의 암석은 중생대 단천암군의 화강암과 신생대 제4기의 현무암이다. 폭포 일대는 소나무, 신갈나무, 떡갈나무, 단풍나무, 가래나무 등 수목이 울창하다. 삼방폭포는 삼방협곡(三防峽谷)·삼방약수(三防藥水)·고음폭포(鼓音瀑布)와 가깝고 석왕사(釋王寺), 추가령(楸哥嶺), 삼방스키장, 원산의 송도원해수욕장(松濤園海水浴場)과 더불어 서울 사람들의 주말 여행지와 관광 피서지로 유명하였다. 삼방약수, 협곡의 단풍과 함께 삼방유협의 3대 명물로 알려진 삼방폭포는 경원선의 낙천역에서 북쪽으로 약 4km 떨어져 있다.