広島県北西部には北東から南西方向に平行な断層がいくつか走っています。その中の湯の山断層線に沿った割れ目から湧き出しているのが、湯来温泉（源泉温度29.8度）と湯の山（ゆのやま）温泉（源泉温度23.6度）です。

非火山性温泉は地下水型以外に、化石海水型とその他の非火山性温泉に分類されるのですが、湯来温泉は深層地下水型、湯の山温泉はその他の非火山性温泉とされています。

温泉と呼ばれるものの定義は「温泉法」によって定められていますが、実は温かくない水を温泉と呼ぶこともあります。その他の非火山性温泉に属し、温泉法に定められた成分を基準以上含む泉温25度未満の地中からの湧出水のことで、湯の山温泉もこれにあたります。

戦後にボーリング技術が進歩したことも加え、広島県は火山性温泉こそないものの、25度未満の源泉数（俗称・冷泉）が日本でもトップクラスという事実は意外と知られていません。

広島県の温泉の多くは、ラジウム泉（放射能泉）と呼ばれるものです。ラジウム泉には広島の地質に多く見られる花崗岩が関係しています。花崗岩は他の石に比べてウランが比較的多く含まれています。その花崗岩に含まれるウラン起源のラジウムが温泉の中に含まれているのです。

ラジウムの次に多いのがラドン泉と呼ばれるもので、ウラン起源のラドンが含まれており、基本的にはラジウム泉と同じ泉質を示しています。

断層によってできる温泉は、古い断層が集中している県西部に比較的多くなっています。自噴ではなく、掘削により掘り当てられたものも少なくありません。泉温は低めで、そのほとんどは温められて使用されていますが、源泉の冷水をそのまま利用した打たせ湯や水風呂などもあります。

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