神农架一直处于新构造运动的上升中心，地层构造显示，有65%的沉积岩，其中有30%是可溶性碳酸盐岩。亿万年来神农架沧海变桑田过程中形成的暗河、泉流、溶洞等，构成神农架独特地质断裂结构，为优质天然泉水的形成创造了良好的地理环境。

作为湖北省境内长江与汉江的分水岭，南水北调丹江口库区上游水源和长江三峡重要水源涵养地，神农架境内有堵河、南河、香溪河、沿渡河4大水系，大小河流317条。全区多年平均降水总量34.66亿立方米，平均径流总量22亿立方米，地下水资源量8.5亿立方米。因此，神农架被世人誉为“华中水塔”。

4大水系均发源于神农顶，呈扇形放射状向外奔流，落差大，瀑布飞流多。加之神农架森林覆盖率高，蒸发量小，带来空气湿润，经常形成雾气蒸腾、云海奔流的壮美景观。

水文专家多年监测显示，神农架境内河流系碳酸盐钙组成，均未受任何污染，感观性状良好，一般理化指标达标，天然水质好。地下水属裂隙岩溶水，主要含水层为古生界和部分中生界地层，暗河、奇洞众多。

香溪河发源于神农顶南坡跳架沟的溶洞中，因哺育过世界四大文化名人之一的屈原和中国四大美人之一的王昭君而闻名于世。据《兴山县志》记载：“昭君临水而居，恒于溪中浣手，溪水尽香。”故名“香溪”。这里水质纯净，含人体所需多种微量元素，甘凉清醇，唐代茶圣陆羽曾把此水列为“天下第十四泉”。

大九湖相传是华夏始祖炎帝神农氏的洗药池，九个湖泊犹如九颗明珠相映生辉。这里四周高山耸立，中间低洼平坦，雨水山泉不易排泄，形成万亩沼泽，积水从溶洞缓缓下泄，形成暗河，流经百余里，通往竹山县洪坪，成为南水北调丹江口水库水源涵养区。

木鱼镇附近的一条地下暗河，属充溢式间歇泉流，每日三潮，每次升潮半个多小时，潮起波涛汹涌，潮落风平浪静，故得名潮水河。明末清初抗清英雄李来亨曾在此竖起一块石碑，告诉士兵“寅、午、酉时勿洗衣”，以防衣服被河水冲走。

一直以来，神农架地壳运动比较活跃，导致神农架地下水矿物质成分较多，呈现出含锶、偏硅酸等化学物质的矿泉水。长期饮用这种水，对人的身体健康非常有益，既可延年益寿，又可养颜美容。

神农架东部和中部地区的阳日镇、松柏镇和红坪镇，属于新华地质断裂带与青峰地质断裂带交汇地带，均为区域性活动性断层，地下水在断裂带内活动频繁，地壳内2000多米深处涌出的天然泉水，富含人体所需的锶、偏硅酸等多种矿物质。这里无污染性工业，交通便利，具备开发矿泉水的所有条件。