南京的温泉很多，其中以汤山温泉最为著名。汤山位于南京中山门以东约28公里处，这里山青水秀，风景优美，泉眼群集，终年泉水泪泪，热气腾腾。
汤山地区，大约5亿年至2亿年以前的3亿年的时间内，形成了很多成层的沉积岩。由于地壳变动，这些成层的岩石向上拱起形成一种好像馒头状的地质构造，地质学上称之为穿形背斜。轴向延伸的方向是北东东一南西西。到了距今1.5亿年的晚侏罗纪初期到7000万年前的晚白至世末期，地壳又发生了几次剧烈的变动，汤山这个穿形背刹彼北北东和北北西向两组断裂切割得支离破碎，温泉水就在这两组断层线交叉的地方出露，或是沿着北北东组断层的裂隙中潺潺流出。
那么为何汤山温泉“四季如汤”呢？
“方池有水是谁烧？暖气腾腾类涌潮。”清朝诗人袁枚早就在《沐汤山》一诗中对汤山温泉的成因提出了疑问。因为断层的存在只是说明了地下有裂隙，地下水可以从裂隙中流出来，也就是说，只道明了“泉”的成因，却没说明“温泉”的成因。关于汤山温泉的成因有几种说法，我们一般认为汤山地区通向地球内部的断裂构造较发育，当水在地球内热带中沿着裂隙下渗时，由于地热的影响，水温就逐渐升高，每深100米，温度升高3°c，在深达1000米以下时，即可获得较年均温高33°c温度而达50°c以上。汤山温泉水的来源乃是大气降水渗入地下深处，经过地热“加热”后，沿断层裂隙再流出地表而形成的。
汤山温泉的水呈微黄色，透明度较好，没有臭味。水中含有硫磺、钙、镁、钾、钠、铭、铁及少量放射性的针、镭、氨等30多种化学物质，由于汤山温泉水中所含硫酸根离子较多，而且平均水温都在50°c一60°c，所以一般称汤山温泉为“中温疏酸盐水”。此外，汤山温泉水面上还有氮、氧、二氧化碳、氢及乙烷等气体逸出。这些化学成分，主要是大气降水在下渗过程中，溶滤了各种岩石和矿脉成分所带来，其中有些离子也可能是从深部低温热液中得来。
汤山泉水清澈透明，对皮肤病、关节炎、神经痛均有疗效，有的还能杀死寄生生物，促使皮肤细洁光滑。自南朝以来，历代达官显宦，文人雅士来此游览沐浴，据说，唐朝德宗时候，有一个叫韩混的浙江观察使，他的女儿得了“恶疾”，四处求医，都不见好，后来听说汤山泉能治，专程送女儿到汤山沐浴，果然很快治好了她的病。为此，他用为女儿陪嫁的费用，在这里修建了“圣汤延祥寺”（俗称汤土庙）。
汤泉镇的温泉水，除用作洗浴外，大量的水用来培育水浮莲。同时这里还有远从万里以外乔迁到此安家落户的非洲鳃鱼，它们在这里生育繁殖，生活得很好。因此温泉附近的农民得益匪浅。
汤山温泉的泉眼附近，人们可以看到许多结晶较好的天然矿物。其中有白、浅黄、灰白等色的菱形体方解石，还有浅黄、浅绿、淡紫的立方体或八面体萤石。这两种矿物都是温泉水带到地面的沉淀物，称“泉华”。美丽多姿的泉华，是大自然生命的凝结，能勾起人们奇幻的神思。
汤山温泉不仅具有医疗健身、旅游观赏、为农副业生产服务等功用，而且还可以在此兴建游泳池，开展游泳训练、体育比赛等活动，以丰富当地的文化体育生活。
由于汤山温泉闻名遐迩，所以每年都有不少大中学生来此实习。他们通过实习以提高学习兴趣，理解和巩固课堂所学的有关水文、地质知识。这里已成为教学实习的一个良好场所和基地。