温泉是由雨水渗入地下，在深处加热后再上升到地面形成，由于温泉蕴藏深入地底之下，是属于高温、高压的条件，在长期的浸泡下会有各式各样丰富的矿物质溶解在温泉水中，同时也由于是缺氧的环境，所以是属于还原性的，如果其中又有硫的存在，则其还原性将更强，当温泉从地表涌出后就与空气中的氧气开始接触，也就是氧化过程的开始，其间更由于压力下降导致溶解性气体的挥发、温度下降且产生沉淀等种种的温泉成分与物理化学变化后，温泉的性质已由地底的稳定静态转变为动态不稳定，随着时间增长最终成为氧化性的另一稳定的静态，这就是温泉的劣化过程，而其复杂的温泉水化学的改变，则以氧化还原电位（ORP）的上升差距来表示温泉劣化程度；因此，采用ORP值检测温泉劣化行为的论述逐渐被受。

根据日本大河内教授的理论，从地底泉源的涌出即是氧化过程的开始，也是温泉的劣化的开始；因此，隔绝与空气的接触，缩短贮存桶的停留时间，缩短泉源到浴池的距离以减少注入浴池的时间等条件因素，是降低温泉劣化的重要条件，也是新鲜温泉的重要考虑因素：
◎水被氧化的区域，在ORP=1230-59pH范围以上。
◎水被还原的区域，在ORP=-59pH范围以下。
◎ORP=840-47pH为平衡值，属于电子中和状态，无氧化还原反应。
◎天然温泉大都在pH:1～10，ORP:-500～500mv范围，属于还原区域。
◎人体皮肤大都在pH:4～6.5，ORP:200～400mv范围，属于还原区域。
◎自来水、游泳池大都在pH:6～8，ORP:400～900mv范围，属于氧化区域。

    人体新陈代谢的能量来自于生物氧化过程，在此一过程中会产生各种的自由基，自由基会去攻击其它较弱的分子，以强夺分享它们的电子；这种使自己获得电子配对，却造成对方失去电子的过程，会在人体内造成攻击连锁反应，使得细胞结构及生理功能的改变，导致促进各种疾病发生，这就是生物的氧化作用；例如当人体劳累过度时，许多部位就会疼痛，这是因为身体短时内燃烧大量脂肪产生热能所进行的生物氧化作用，造成大量高浓度的酸性物质堆积所致，而老人斑则是皮肤受到紫外线侵蚀而氧化的结果，老人斑的脂褐素会使细胞的结构、功能行性改变，这就是衰老的原因和表象。
    存在于温泉中的硫化氢、二价硫化物以及硫酸根离子等各种形式的硫化物进入机体，使体内疏基增加。疏基是氢氧基的氢(氧)被硫置换而生成，疏基分为CSS、CSH、GSH等有机疏基和无机疏基，均易溶存于血中，并向组织传输。在组织疏基中，除可溶性疏基外，尚有许多与高分子蛋白质结合的重要疏基，结合在糖、脂肪、蛋白质中的疏基种类甚多，它是维持机体生命的极重要的物质。

现今医学界普遍认定自由基的堆积与急性胰脏炎、胃炎、十二指肠炎、关节炎等有关外，其它疾病包括糖尿病、尿毒症、癌症等的研究报告也陆续出炉，证明自由基的氧化行为是人体衰老的一个重要原因，它是体内脂质过氧化的所引起的危害；因此“抗氧化研究”已经是近代医学研究抗老化的重要角色；而天然温泉因为具备有天然还原性特质的功能，会将活性氧加以还原、去除，降低氧化作用，抑制自由基的生成与攻击，则是传统泡汤养生文化的最重要理论依据。