蔡甸区位于华中第一大城市武汉的西大门，位于武汉市西郊，地处汉江与长江汇流的三角地带，江汉平原东缘，地跨东经113°41′-114°13′，北纬30°15′-30°41′之间。北傍汉江与东西湖区唇齿相依，南临通顺河与汉南区山水相连，东濒长江与江夏区隔水相望，西与汉川区交错接壤，东北邻汉阳区，西南邻仙桃市，地处长江和汉江夹角地带，京珠、沪蓉高速公路在此交汇。距武汉中心10公里，距汉口火车站、武汉港各20公里，距天河机场30多公里。蔡甸资源丰富，南湖水质清纯，景点密布；环绕6个街镇的沉湖水系，鱼肥水美，百鸟鸣栖，有天然珍稀湿地保护面积150万亩；闻名遐迩的莲花湖穿布城关，形成“三面荷花一面柳，满城春光半城湖”的亮丽风貌；境内的“江汉平原第一峰”九真山、佛教圣地嵩阳山，均被列为国家级森林公园。

蔡甸区前身为汉阳县。商末周初，先隶南国，后属郧国。春秋战国时期，隶属楚国。秦统一中原时，属南郡。西汉时，北部属安陆县，南部滨长江一带属沙羡县，同属江夏郡。东汉建武元年(公元25年)，置沌阳县。东汉末建安初年，复为安陆县。三国时，魏、吴分据江夏郡，置石阳县(又名石梵)、沙羡县。晋武帝太康元年(公元280年)，改石阳为曲阳；惠帝永兴二年(公元305年)，改曲阳为曲陵，复置沌阳县。南北朝时属郢州江夏郡、司州汉阳郡，置沌阳、滠阳县(后废)。隋属置沌阳、汉津县。隋大业二年(公元606年)，因汉津县位于汉水北岸，依“山北为阴，水北为阳”的旧例，改名为汉阳县。唐先后隶沔州汉阳郡、鄂州江夏郡。五代十国时，先后属吴和南唐，仍隶鄂州，为汉阳军(领汉阳、汉川)治所。宋初，属荆湖北路汉阳军。元世祖至元十四年(公元1227年)，改汉阳军为汉阳府，隶属湖广行中书省。明洪武九年(公元1376年)，撤汉阳府，县属湖广布政使司武昌府；十三年(公元1380年)，恢复汉阳府。清康熙三年(公元1664年)，湖北、湖南两省分治，汉阳府隶属湖北布政使司，仍辖汉阳、汉川两县。雍正七年(公元1729年)，湖北布政使司将德安府孝感县和黄州府黄陂县划为汉阳府的辖地。乾隆二十八年(公元1763年)，又将安陆府沔阳州列入汉阳府管辖，从此汉阳县成为附郭首县。光绪二十五年(公元1899年)，湖广总督张之洞奏准汉阳、汉口分治(阳夏分治)，汉口镇及周围数乡从汉阳县分出，另立夏口厅，同属汉阳府。

民国元年（公元1912年），废汉阳府为汉阳县，属湖北省江汉道。后又属湖北省第六行政督察区蒲圻专员公署第一和第三行政督察区。1926年，成立中共汉阳县委会（县委机关设汉阳城区）。1932年，与汉川建立中共川阳县委会。1941年，与黄陂、孝感建立汉孝陂边区工作委员会。1948年，与沔阳汉建立中共川汉沔县委、县政府。1949年2月，川汉沔县委分为沔东县委和川汉县委， 川汉县委辖4个区，其中有汉阳一区和四区；4月撤销川汉县委、县政府；5月16日汉阳县全境解放，同月，湖北省人民政府成立，恢复汉阳县建制；7月， 正式建立汉阳县人民民主政府；8 月， 改为汉阳县人民政府， 隶属沔专区。1951年，汉阳县改属孝感专区。1959 年， 划属武汉市。1960年，复属孝感专区。1975年，划归武汉市为武汉市四个郊县之一。1992年9月12日，经国务院批准撤销汉阳县，设立武汉市蔡甸区，其行政区域不变，区治仍设蔡甸街。