泉是地下水的天然露头，它自动地从地上溢出地面。这种自然现象的产生，常常和那里的地质构造有关。有的泉是由于在透水层之下有不透水层，它们的接触面通到了地面，或者是透水层被不透水的侵入岩体所阻，于是就沿着接触面流出地表。有的泉是由于断层的发生，使倾斜的透水层被不透水层所阻，挡住了地下水的去路，于是就沿着断层带溢出地表。有的泉则是地下水沿岩层的裂隙溢出地表的结果。
看来，地下水只要在流动过程中，遇到涌往地面的通道，它就会出头露面，跑到地面上来。在地形变化比较显著的地方，像山坡上，山区和平原交界的地方，以及平原上被河流或山沟切割的地方，都常常见到泉水。
综观济南的地势，北有鹊华二山，岗岭相连，隐隐若长堤，南面有千佛山高峙，唯市区地势下凹，成一盆地。全城诸水，皆由南山下注，而被北面的山冈所阻，汇集于盆地之中。
经钻探得知，从地表向下至8米，是砂、砾、黏土层，8—82米为白云质石灰岩、大理岩。在30米以上的大理石层中，裂隙、溶洞比较多，在24米处有一小溶洞带，约1米多厚，这些裂隙和溶洞便是地下水流动和聚集的地方。
由千佛山源源不绝流来的地下伏流，受到北面地下火成岩这种不透水岩体的阻挡，地下水在裂隙、溶洞带聚集起来，使水位升高，伏流水压增大。这些具有巨大压力的地下水，一旦遇到通往地面的通道，就会喷薄而出，形成涌泉。