小汤山温泉出露于第四系松散岩层中，含水层岩层为隐伏于其下的晚元古界白云岩。温泉的成因与断层有一定的关系。泉水无色透明，微具硫化氢气味。泉水中含有微量的锶、钡、硼、碘及放射性氡气。泉水对某些皮肤病、关节炎有一定疗效，但不宜长期饮用。

　　小汤山的地热温泉历史悠久，享有盛名，温泉水的利用可追溯到南北朝，南北朝时魏人郦道元便在《水经注》中记载，距今已有1500多年的历史。元代更把小汤山温泉称为“圣汤”。 早在《大元一统志》上就有记载。清朝时康熙、乾隆皇帝在小汤山修建了行宫，并御笔题词“九华兮秀”。慈禧太后浴池遗址至今犹存。小汤山温泉出露在元古界雾迷山组灰岩裂隙中，水温大部分在40℃-60℃，最高可达76℃。温泉水中含有多种矿物质和微量元素，它外观淡黄清澈，水质甘秀甜美，含有锶、锂、硒、偏硅酸等多种与人体生理机能有关的矿物元素。

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