Velemín liegt im Böhmischen Mittelgebirge auf der linken Elbseite, etwa sieben Kilometer nordwestlich von Lovosice. Der Ort wird vom Milešovský potok durchflossen, einem Bach, der später in die Elbe mündet. Südwestlich erhebt sich der markante Ostrý, auch Scharfenstein genannt. Im Norden grenzt Velemín an Bílý Újezd, im Osten an Chotiměř und Oparno, im Süden an Březno und im Westen an Milešov. Eine wichtige Verkehrsader ist die Staatsstraße I/8, die durch den Ort führt und bis zur Fertigstellung der Autobahn D8 Teil der Europastraße 55 war.
Die erste schriftliche Erwähnung des Ortes stammt aus dem Jahr 1227 unter dem Namen Wellemin. Im 14. Jahrhundert stand im Nordosten eine gotische Burg mit Wassergraben, die jedoch bereits um 1508 als Ruine galt. Der Ort wechselte mehrfach den Besitzer: Ein Teil gehörte dem Kloster St. Georg auf der Prager Burg, der andere der Adelsfamilie Kaplíř ze Sulevic, die ihn um 1480 an Jindřich Vencelík z Vrchovišť verkaufte.
Velemín besteht aus mehreren Ortsteilen wie Bílinka, Bílý Újezd, Boreč, Březno und Milešov. Zu den Sehenswürdigkeiten zählen die Kirche St. Martin, eine Schlossruine aus der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts und eine Ecce-homo-Statue. Östlich des Ortes bietet der Haltepunkt Chotiměř Zugang zur Bahnstrecke Lovosice–Teplice.
