Флаг Трёхгорного утвержден постановлением городского совета депутатов №58 30 сентября 2003 года. Авторская группа: К.Моченов, Г.Туник, Ю.Коржик.

"Прямоугольное полотнище с соотношением ширины к длине 2:3, разделённое по горизонтали на четыре неравные полосы: широкую голубую сложной формы; широкую зеленую сложной формы в виде трёх гор с белыми снежными вершинами, средняя из которых выше; синюю в 1/10 ширины полотнища, отделённую от соседних полос белыми контурами, и красную в 1/5 ширины полотнища. Поверх трёх нижних полос - жёлтый знак атома в 1/2 ширины полотнища"

Флаг внесен в Государственный геральдический регистр под № 1320.

Использованы материалы книги К.Ф.Мочёнова и Г.А.Туник "Официальные символы Челябинской области и муниципальных образований", Челябинск, 2004

"Обоснование символики флага города Трёхгорного.
Город Трёхгорный (ранее Златоуст-36) вырос из рабочего посёлка, основанного в 1954 году. История города неразрывно связана с развитием ядерного машиностроения: на предприятиях города осуществляется производство автоматизированных систем контроля для атомных электростанций; выпускается военная техника; разрабатываются технологии покрытия металлами и в том числе благородными в вакууме; изготовляется арматура для нефтеперерабатывающих, химических и газодобывающих предприятий, и много другое. Обо всем этом говорит знак атома.
Главными же фигурами флага являются три горы, символизирующие природные богатства, неразрывную связь города с окружающей природой. Гора как геральдическая фигура, являясь символом величия и великодушия, аллегорически показывает уверенность, устойчивость, неизменность, нерушимость.
Вместе с тем, символика трёх гор многозначна:
- сама по себе цифра "три", - число совершенное (троица, тройственный союз) и означает средоточие целостности;
- три горы аллегорически показывают географическое расположение города в предгорьях западной части Южного Урала;
- три горы, - естественные (созданные природой) символы города.
Таким образом, флаг города Трёхгорного является "гласным", что в геральдике является классическим приемом создания флага.
Зелёный цвет дополняет символику и говорит о том, что земли, занятые лесами, составляют около 80% территории.
Зелёный цвет - символ весны, радости, надежды, природы.
Белый цвет (серебро) в геральдике - символ простоты, совершенства, мудрости, благородства, мира, взаимосотрудничества.
Синий цвет (лазурь) в геральдике символ красоты, истины, чести и добродетели.
Красный цвет - право, сила, любовь, мужество, храбрость.
Авторская группа:
идея флага: Константин Мочёнов (Химки);
обоснование символики: Галина Туник (Москва);
компьютерный дизайн: Юрий Коржик (Воронеж).