Uniejów jest położony w granicach niecki mogileńsko-łódzkiej powstałej pod koniec jury, kiedy ruchy górotwórcze były najsilniejsze. Głównym budulcem tej jednostki tektonicznej są skały osadowe: iłowce, wapienie, mułowce, piaskowce oraz margle i kreda.
Złoża wód geotermalnych znajdują się w porach i szczelinach piaskowców powstałych w okresie dolnej kredy i obecnie zalegają na głębokości około 1700-2250 metrów pod powierzchnią ziemi. Wypływająca woda ma temperaturę około 68-70OC i mineralizację około 8g/l. Woda wypływa pod ciśnieniem 2,6 atmosfery.
