温泉的形成，一般而言可分为两种：
一种是地壳内部的岩浆作用所形成，或为火山喷发所伴随产生，火山活动过的死活山地形区，因地壳板块运动隆起的地表，其地底下还有未冷却的岩浆，均会不断地释放出大量的热能由于此类热源之热量集中，因此只要附近有孔隙的含水岩层，不仅会受热成为高温的热水，而且大部份会沸腾为蒸气，多为硫酸盐泉。
日本箱根的大涌谷
二则是受地表水渗透循环作用所形成。也就是说当雨水降到地表向下渗透，深入到地壳深处的含水层形成地下水，(砂岩、砾岩、火山岩、这些良好的含水层)。地下水受下方的地热加热成为热水，深部热水多数含有气体，这些气体以二氧化碳为主，当热水温度升高，上面若有致密、不透水的岩层阻挡去路，会使压力愈来愈高，以致热水、蒸气处于高压状态，一有裂缝即窜涌而上。
热水上升后愈接近地表压力则逐渐减少，由于压力渐减而使所含气体逐渐膨胀，减轻热水的密度，这些膨胀的蒸气更有利于热水上升。上升的热水再与下沉较迟受热的冷水因密度不同所产生的压力(静水压力差)反复循环产生对流，在开放性裂隙阻力较小的情况下，循裂隙上升涌出地表，热水即可源源不绝涌升，终至流出地面，形成温泉。
在高山深谷地形配合下，谷底地面水可能较高山中地下水位低，因此深谷谷底可能为静水压力差最大之处，而热水上涌也应以自谷底涌出的可能性最大，温泉大多发生在山谷中河床上。
一般说来，温泉的形成需具下列三条件：
(一)地下必须有热水存在;
(二)必须有静水压力差导致热水上涌;
(三)岩石中必须有深长裂隙供热水通达地面。
