三义断层(英语:Sanyi Fault)是台湾苗栗县的逆移断层,长约33公里,可分成南北两段。北段长为8公里,位于苗栗县大湖乡大窝,向西延伸经双连潭、重河至三义,呈现东西走向。
南段长约25公里,位于三义向南延伸经鲤鱼口、中城至大甲溪,甚至可能延伸至丰原潭子地带,呈现南北走向。因研判在全新世曾经活动,改列第一类活动断层。
根据经济部中央地质调查所研究,在断层北段,也就是三义至大湖之间并没有发现断层截切更新世晚期地层的证据。而在断层南段,其破损带宽度可能超过400米,上盘并有分支断层;大甲溪北岸断层带宽约30米,断层破损带宽约500米,上盘出露数条分支断层;其中分支断层SF5错移低位河阶面及一层灰黑色土壤层,造成约50公分的垂直移距。
由钻探结果位于车笼埔断层下盘的断层带,可能是桂竹林层或更老的地层逆冲至头嵙山层之上,此断层可能是三义断层的向南延伸,因此三义断层有可能向南延伸至丰原潭子地区。