泉水是流出地表的地下水，地球上大部分泉水都是冷的，隻有少數泉水流出時水溫比較高，即所謂的熱泉和溫泉。
包含在岩石空隙、土壤中的水分，因為承受壓力等原因，流淌到地表，就成了泉。大多數泉水都是從地面低窪處冒出來的，如果水量足夠大，還能在泉眼四周形成一定面積的湖泊。由于地質條件适宜，有些地方泉水非常豐富。比如山東濟南，城内及周邊鄉村共有幾百處泉水，因而赢得“泉城”之稱；再比如内蒙古的阿爾山就是典型的溫泉冷泉聚集地。在幹旱地區，泉水更顯得格外珍貴，如甘肅敦煌地區鳴沙山腳下的月牙泉，一處泉眼常養育了沙漠中的一片綠洲。
在山區，有時半山腰的石頭縫裡會冒出一股泉水，沿着山坡形成小溪或瀑布。這樣的泉大多是因重力作用流出地面的。下雨、下雪時，水分會浸入到山體中。當水分達到一定量，超過土壤和岩石孔隙的存水能力，就會在重力作用下向下運動，如果此時遇到适宜地形，泉水就有可能“破土而出”，從半山腰處冒出來。如果泉眼在峭壁上，還能形成“懸泉飛瀑”的獨特自然景觀。
溫泉是泉水中的一種，當泉水溫度高于20℃或者高于周圍環境年平均溫度5℃，就可以稱為溫泉。埋藏在地面以下的水為什麼會變熱？這是因為地下有熱源，把地下水不斷加熱，使其溫度上升。當熱水從岩層中流出，就會形成溫泉。
地球内部高溫、高壓，地殼下面有熔融狀的岩漿。大部分地區，地殼的厚度足以阻隔岩漿的熱量上傳，但是有些地方，岩漿會上湧到地表附近。岩漿就像一個加熱器，不斷向四周散發熱量，如果附近有含水岩層，地下水就會被加熱，如果這水湧出地面，就會形成溫泉。相對來說，火山活躍地區較容易出現溫泉。
有些地區，因為特殊的地質條件，形成垂直方向上的通道，地下水可以上下流通。降水、地表水以及地下水深入地層内部，吸收地下熱量後水溫升高，熱水的密度小，于是沿着岩層的孔隙上升流出地面，也能形成溫泉。
溫泉根據溫度不同，可以分為低溫溫泉、中溫溫泉、高溫溫泉和沸泉，其中後兩種也被通俗地稱作“熱泉”。
