세개의 못이 가지런히 있다 하여 삼지연이라고 한다.
삼지연은 양강도 동북부 높이가 1,395m나 되는 백두용암대지에 위치하며 경치가 뛰어나기로 소문이 나 있다. 제일 깊은 곳이 3m 내외이고 물이 다른 곳으로 빠져나가지 않는 무방수호이다.
삼지연의 남서쪽에 있는 1호못, 1호못과 너비 10m 정도 되는 좁은 뚝을 사이에 두고 북동쪽에 있는 2호못, 2호못에서 북동쪽으로 약 370m되는 곳에 있는 3호못으로 이루어져 있다.
1호못의 둘레는 3.6㎞이고 길이는 790m이며 너비는 최대 600m, 평균 550m 이다. 2호못의 둘레는 1.2㎞이며 3호못의 둘레는 1.3㎞이다. 1호못과 3호못은 거의 둥글게, 2호못은 북남방향으로 좁고 길게 생겼으며 1호못 가운데에는 푸른숲이 우거진 작은 섬이 있다.
삼지연의 기본물의 원천은 대기강수와 지하수이고, 수온은 평균 21℃로 온천수에 가깝고 주변의 온도는 우리 나라에서 기온이 제일 낮은 지역 중 하나이다. 호수의 바닥은 세립질의 부석(浮石)으로 깔려 있고, 호수 연안에는 현무암이 노출되어 절경을 이룬다. 안개가 자주 끼어서, 넓은 들판 같은 인상을 준다.
어류의 서식은 없으나 작은 새우류와 개구리, 물풀 등이 서식하고 있다. 백두산 부근의 신무성(神武城)에서부터 이 곳까지는 평탄한 지형을 이루어 예로부터 이 곳을 천평(天坪)이라 불렀다. 주위는 관목으로 우거졌고, 지표상의 부석들은 바람으로 인하여 천태만상을 이루며 쌓여 있다.
삼지연은 100만년 전에 백두용암대지 위에 화산분출물이 흘러내리면서 골짜기를 막아서 이뤄진 호수이다.
북한은 1967년부터 백두산과 삼지연을 연계한 백두산지구를 관광휴양지로 개발했다. 삼지연이 속한 삼지연시는 1961년에 군소재지가 되면서 1978년 대대적인 삼지연읍 건설로 만들어진 산간도시이다. 삼지연시에는 삼지연·백두산밀영·천지·삼지연 간 답사도로가 개설되어 있다. 삼지연은 북한 천연기념물 제 347호로 지정되어 있다.