山泉水源自地下含水层，含水层多在地下数十米或几十米深，因此地下水很少受地上温度变化的影响，感觉到的“山泉水冬暖夏凉”也是与地上当时温度的对比而言。如果用温度计测量地下水温度的变化是不大的。

人们感觉山泉水冬暖夏凉，是相对于地面上的温度来说的。炎热的夏天，地球表面直接受太阳的照射和气流的影响，温度升高很快。而地下的泥土只能通过上层泥土从大气中吸热，由于泥土传热很慢，因此地下深处的温度比地面的温度低，所以山泉水的温度比地面上的温度低。把泉水涌上来，人们就会觉得它特别凉。