Les eaux chaudes de Saint-Laurent-les-Bains émergent à une température de 53° C, remontant d’une profondeur de près de 2500 mètres le long d’une grande faille ouverte (qui est aussi le gisement d’un filon de fluorine). A l’origine, une eau de surface s’infiltre en profondeur par de grandes fractures. En descendant elle traverse des roches de plus en plus chaudes, se réchauffe et se charge en minéraux dissous. La faille jouant le rôle de drain, la remontée est rapide, l’eau chaude n’a pas le temps de refroidir, d’où sa température. Ces failles, traversant des roches métamorphiques ont véhiculé des fluides hydrothermaux dont certains riches en spath-fluor ou fluorine.
L’utilisation de cette eau thermo-minérale est avérée depuis le Moyen Age par des baignoires en bois, et de nombreuses archives témoignent de son utilisation au fil des âges. Les eaux, oligo-métalliques, soufrées et peu minéralisées, aux effets antalgiques et anti-inflammatoires sont très appréciées dans le traitement des sciatiques et des rhumatismes, névralgies ou traumatismes.Il y a quelques années la station thermale a entièrement été rénovées.
A Saint-Laurent-les-Bains la fluorine fut exploitée de 1925 à 1930 puis de 1947 à 1968 par la société française de spath fluor de Paris pour l’industrie sidérurgique (fondant dans les hauts-fourneaux) et l’industrie chimique (fabrication d’acide fluorhydrique…). L’exploitation a été arrêtée, car elle mettait en péril la source thermale. En effet ces gîtes filoniens sont contrôlés par des fractures de grande extension qui servent aussi à la circulation des eaux minérales. L’oeuvre du Partage des Eaux « Grotte de cristal », s’appuie sur cette histoire.
Une exposition permanente « L’odyssée des eaux » sur les eaux thermales et l’histoire géologique de la région est visible dans la tour de Saint-Laurent. Cette tour du IXème siècle qui domine le village, présente des expositions et un film sur la géologie, au dernier étage, une terrasse surplombe un paysage grandiose.
