矿泉水是从地下深处自然涌出的或经人工揭露的、未受污染的地下矿水；含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体；在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内的相对稳定。矿泉水是在地层深部循环形成的，含有国家标准规定的矿物质及限定指标。矿泉水是含有溶解的矿物质或较多气体的水，国家标准中规定的九项界限指标包括锂、锶、锌、硒、溴化物、碘化物、偏硅酸、游离二氧化碳和溶解性总固体，矿泉水中必须有一项或一项以上达到界限指标的要求，其要求含量分别为（单位：mg/L）：锂、锶，锌、碘化物均≥0.2，硒≥0.01，溴化物≥1.0，偏硅酸≥25，游离二氧化碳≥250和溶解性总固体≤1000。市场上大部分矿泉水属于锶（Sr）型和偏硅酸型，同时也有其他矿物质成份的矿泉水。中国饮用天然矿泉水国家标准规定：饮用天然矿泉水是从地下深处自然涌出的或经人工揭露的未受污染的地下矿泉水；含有一定量的矿物盐、微量元素和二氧化碳气体；在通常情况下，其化学成份、流量、水温等动态在天然波动范围内相对稳定。"国标"还确定了达到矿泉水标准的界限指标，如锂、锶、锌、溴化物、碘化物，偏硅酸、硒、游离二氧化碳以及溶解性总固体。其中必须有一项（或一项以上）指标符合上述成份，即可称为天然矿泉水。"国标"还规定了某些元素和化学化合物，放射性物质的限量指标和卫生学指标，以保证饮用者的安全。根据矿泉水的水质成分，一般来说，在界线指标内，所含有益元素，对于偶尔饮用者是起不到实质性的生理或药理效应。但如长期饮用矿泉水，对人体确有较明显的营养保健作用。
以中国天然矿泉水含量达标较多的偏硅酸、锂、锶为例，这些元素具有与钙、镁相似的生物学作用，能促进骨骼和牙齿的生长发育，有利于骨骼钙化，防治骨质疏松；还能预防高血压，保护心脏，降低心脑血管的患病率和死亡率。因此，偏硅酸含量高低，是世界各国评价矿泉水质量最常用、最重要的界限指标之一。矿泉水中的锂和溴能调节中枢神经系统活动，具有安定情绪和镇静作用。长期饮用矿泉水还能补充膳食中钙、镁、锌、硒、碘等营养素的不足，对于增强机体免疫功能，延缓衰老，预防肿瘤，防治高血压，痛风与风湿性疾病也有着良好作用。此外，绝大多数矿泉水属微碱性，适合于人体内环境的生理特点，有利于维持正常的渗透压和酸碱平衡，促进新陈代谢，加速疲劳恢复。
矿泉水经加热或冷藏后都会产生像针尖大小的白色沉淀物，叫碳酸钙，与将钙片捻碎后形成的白色粉末是同一种东西。在地层深处矿泉水中钙是溶解在水中的，水温在19摄氏度左右。矿泉水经矿泉水厂的深井泵汲取到水处理设备中，再经灌装和运输，水温已经变化，钙开始析出。如果再经加热或冷藏，钙的析出增加，这就是我们看到的白色沉淀物。国家GB8537-1995标准“感官要求”中，特别规定肉眼可见物允许有少量的天然矿物盐沉淀，就是指的上述现象。碳酸钙是人体的重要钙源之一，其人体内的留存率达34%，高于其它钙剂，是价廉物美的补钙剂。
喝矿泉水经科学测定，人体血液中各种元素，微量元素平均值与地壳中元素的丰度值密切相关。矿泉水消解了地壳中相关地层的矿物质，所以矿泉水中所含人体必需的微量元素和矿物质也最接近人体中所起作用不亚于维生素，它的作用要比我们认识到的大得多。但是也许适量饮用才能达到最佳。作为人体必需和有益的十几种微量元素：铁、锌、硅、锶、氟、铜、硼、溴、碘、锂、硒、铬、钼、锗、钴、钒，虽然主要来源于食物，但水中的微量元素多以离子状态存在，更易渗入细胞被人体吸收。
