Находището на минерална вода в курорта е част от една обща хидрогеоложка структура с название Долнобански термоводоносен басейн, където попадат изворите на Костенец, Пчелин Бани, Долна Баня и Момин Проход.
В тях минералната вода е със сходни качества, но пчелинската раданова вода е с най-висока температура в Европа -73 градуса по Целзий.
Това са знаели и римляните, чиито път е минавал от тук и са построили термални бани. По-късно войниците на Самуил са лекували раните си, а хиляди жени използвали лечебните свойства на водата, за да могат по-лесно да се сдобият с деца. Водата лекува заболявания на опорно-двигателния апарат, травми на мускули и сухожилия, костите и дори спомагат за намаляването на бръчките. Хората идват тук за да се отърват от ревматизъм, невралгия, диабет и алергии. Според специалистите, водата на Пчелин е близка по качества с тази от Брамбах-Германия, Масутомия-Япония, и Бъкстън-Англия.
Теренът е изграден от гранитоидите на Гуцалския плутон. Преди каптирането минералната вода се е дренирала от няколко малки извора, излизащи от разломна зона с ширина 3-10 м, в посока Изток – Запад и стръмен склон. Изворите са се появили на място, където разломът се пресича от тектонски пукнатини с посока Север – Юг. Скалите във и около разломната зона са хидротермално променени. Общият дебит на изворите преди каптирането възлиза на 11.17 l/s, а след това -11.7 l/s при температура на водата 73° C. Дебитът на извор „Пчелин“ сега е около 8.8
l/s
Физико-химичен състав на минералната вода
Установено е определено химично и генетично сходство в химичния състав на минералните води от четирите находеща. Термалните минерални води са азотни, хелиеви, средно до силно радиоактивни, с обща минерализация от 0.92-0.98 g/l и високо съдържание на флуорид(до 9 mg/l) и силиций (до 127 mg/l H2SiO3), PH-7,2, NA+K-259,2 mg/l; Ca-27,6 mg/l , HCO-82,4 mg/l ; SO4-483,1 mg/l ; Cl-22 mg/l.
По катионен състав водите се характеризират като натриеви, а по анионен – сулфатни. Установено е наличие на редки и разсеяни микрокомпоненти, като микросъдържания са Li,Ga,Ge,W и др.