Le sorgenti termali di Montepulciano furono studiate da Andrea Bacci nel suo trattato De Thermis (1571). Se ne occuparono, fra gli altri, anche il naturalista Giorgio Santi e Antonio Targioni Tozzetti, uno dei più attenti osservatori ottocenteschi delle terme. L'acqua, utilizzata per le cure termali, proviene da due sorgenti chiamate Acqua di Sant' Albino dalle quali viene prelevata mediante pozzi profondi circa 132 metri e poi incanalata per non esporla al contatto dell'aria, così da mantenere le sue qualità terapeutiche. Si tratta di acque solfureo-bicarbonate con una temperatura di circa 20 o C. Alla sinistra dello stabilimento, in un'area recintata, si vedono ribollire in pozze fangose i gas carbonici e solforosi.

Nell'abitato di Sant'Albino, poco distante dalle terme, si trova, anche, la sorgente Fonte di Bellezza con la quale è alimentata una piscina termale. Le acque di questa fonte sono ricche di sali calcarei e hanno una temperatura di circa 24 o C.