Bad Lobenstein liegt im Verbreitungsgebiet verschiedener Gesteine des Thüringer Schiefergebirges. So sind Diabas, Tonschiefer, Grauwacken, Knotenkalk, Kiesel- und Alaunschiefer verbreitet. Strukturgeologisch ist der Standort Bad Lobenstein in den Übergangsbereich von der Thüringischen Mulde zum Bergaer Sattel einzuordnen. Tektonische Beanspruchungen führten zur Herausbildung des Bad Lobensteiner Horstes. Die Nordostrandstörung des Bad Lobensteiner Horstes verläuft durch das jetzige Stadtgebiet von Bad Lobenstein. Zahlreiche kleinere Störungen mit Klüften belegen einen bruchtektonisch geformten und komplizierten Schollenaufbau.

Der Untergrund wird von Tonschiefern, Grauwacken und Diabas aufgebaut, die vor 320 Mio. bis 450 Mio. Jahren im Ordovizium bis zum Karbon abgelagert wurden. Zwischengelagert sind Quarz- und Eisenspat-Quarz-Gänge. Diese waren in der Vergangenheit Gegenstand eines teilweise recht intensiven Bergbaus. Derartige Gänge sind bei Schönbrunn und Bad Lobenstein im Umfeld der Bad Lobensteiner Thermalquelle bekannt.

Mit der Herausbildung des Bad Lobensteiner Horstes, mit der Bad Lobensteiner Störung sowie mit der Einsenkung des Marksberg-Grabens mit Randstörungen im Übergangsbereich von der Thüringischen Mulde zum Bergaer Sattel sind die strukturgeologischen Voraussetzungen für die Zirkulation von Thermalwässer gegeben. Bei Bauarbeiten für das Kurmittelhaus an der Ardesia Therme wurde die Bad Lobensteiner Störung angetroffen.

In den Schichten des Thüringer Schiefergebirges zirkuliert das Grundwasser auf Klüften und Störungen bzw. entlang von Mineralgängen. Es sind mit der Bohrung mehrere Störungen und Kluftzonen bzw. Mineralgänge aufgeschlossen, die als hydraulisch aktive Bereiche fungieren. Mit Hilfe geophysikalischer Bohrlochmessungen wurden die Hauptzuflusshorizonte der Thermalquelle identifiziert.

Die Bohrung wurde zur "Bad Lobensteiner Thermalquelle" ausgebaut und bis 1.201 m verrohrt.

Die Temperaturstabilität wird durch die Pumpeninstallation in einem Teufenbereich von ca. 340 m unter Gelände abgesichert.

Mit der Bohrung wurde ein Thermalwasser mit einer Temperatur von 21,4 bis 21,8 oC aufgeschlossen. Im Ergebnis der von Laborunion Prof. Höll und Co. GmbH Bad Elster, erfolgten medizinisch-balneologischen Beurteilung handelt es sich um eine Akratotherme, die in Bädertherapien u.a. für Behandlungen bei Erkrankung des Bewegungsapparates und von Herz-Kreislauf-Erkrankung verwendet wird.