阿尔山温泉群处在阿尔山断裂带上，受新生代构造中期喜马拉雅运动影响，阿尔山地区形成了伊尔施、阿尔山、五岔沟等一系列断裂带。地下水沿断裂带渗透到不同深度与不同成份的岩隙中，经过长期地热作用与矿化作用，形成了今天矿泉的不同温度及不同矿化成份；被矿化的地下水在不断的热循环的作用以及地表水的不断补给下，涌出地面，形成了今天的阿尔山矿泉群。冷泉水来自地表潜水，温泉、热泉、高热泉来自地下深层循环水。阿尔山疗养院矿泉群属于火山性矿泉，有别于世界上众多的循环水性矿泉，其形成与古老的火山运动有关，地理结构独特，既有土质肥沃的新第四纪产物，又有原始火山喷发后的流纹岩和花岗岩。矿泉区地层中各种稀有矿藏丰富，地下水自然净化程度高，常年洁净。