咸宁温泉属中—低温型地热田,按其热水分布和热显示特征可分为溢出型水热区和掩埋型水热区,前者以对流传热为主,后者以传导传热为主。热水的水化学类型为硫酸钙型,属中性极硬微咸水。常规离子的检出浓度普遍比地下冷水和地表水高。热水中不仅总矿化度高,而且SiO₂、F、S^2-的检出浓度也不同,其变化往往与围岩介质、气体掺入和温度等密切相关,水温越高,其溶滤、溶解、浓缩和离子吸附作用等越强,化学反应越快,因而它们的化学成份及其含量必然就不同了。区内岩石中镭（Ra）的含量极其微弱,且其分布与岩石的硅化程度无关,而与区内主要构造线方向吻合,并受断裂构造的制约而呈长条状分布,与断裂的性质和规模有关。氧射气的显示与地下热水的循环条件、迳流速度有关,而且随深度的增加,温度的升高静水压力的相应增大,氡射气溶解度也相应的增加,其含量也逐渐增高。