古时，人们对济南泉水成因的说法很多。有的认为济南泉水来源于河南的王屋山。如宋代沈括在《梦溪笔谈》中说：济水自王屋山东流，有时隐伏地下，至济南冒出地面而成诸泉。明代胡缵宗诗云：“王屋流来山下泉，清波聊酌思泠然。”前人也有关于济南泉水来源的正确说法，如宋代曾巩、金代元好问等人认为，济南的泉水并非济水之出露，而是来自济南城南的山区。曾巩在任齐州知州期间，为摸清泉水来路，曾进山调查，认为南部山区的水下渗潜流至市区而出露成泉。他在《齐州二堂记》中说：“泰山之北与齐之东南诸谷之水，西北汇于黑水之湾（即锦阳川水），又西北汇于柏崖之湾（疑在柏崖山处），而至于渴马之崖（在今党家庄镇东、西渴马崖村一带）。盖水之来也众，其北折而西也，悍疾尤甚，及至于崖下，则泊然而止。而自崖以北至于历城之西，盖五十里，而有泉涌出，高或至数尺，其旁之人名之曰趵突之泉。……盖泉自渴马之崖潜流地中，而至此复出也。”

现代地质工作者调查研究认为，济南泉水来源于市区南部山区，大气降水渗漏地下，顺岩层倾斜方向北流，至城区遇到侵入岩体阻挡，承压水出露地表，形成泉水。济南南部山区，为泰山余脉，自南而北有中山、低山、丘陵，至市区变为山前倾斜平原和黄河冲积平原的交接带，高差达500多米，这种南高北低的地势，利于地表水和地下水向城区汇集。

在地质构造上，南部山区属泰山隆起北翼，为一平缓的单斜构造。由于北侧断裂切断，形成许多断块，其中千佛山断块是构成城区泉群的构造基础。山区以前震旦系变质岩为基底，上布有1000多米厚的寒武系和奥陶系石灰岩岩层。岩层以3～15度倾角向北倾斜，至市区埋没于第四系沉积层之下。在漫长的地质年代，这些可溶性灰岩，经过多次构造运动和长期溶蚀，岩溶地貌发育，形成大量溶沟、溶孔、溶洞和地下暗河等，共同组成了能够储存和输送地下水的脉状地下网道。市区北部为燕山期辉长岩～闪长岩侵入体，质地细密，岩质坚硬，隔水性能好。千佛山断块西有通过纬一路的千佛山断层；东有穿过解放桥和老东门的羊头峪断层，这样就组成了东西北三面阻水岩体，构成了三面封闭的排泄单元。

南部山区，在灰岩出露和裂隙岩溶发育的地方，吸收了大量的大气降水和地表径流，渗入地下形成了丰富的裂隙岩溶水。这些裂隙岩溶水，受太古界变质岩的隔阻，沿岩层倾斜的方向，向北作水平运动，形成地下潜流，至城区遇到侵入岩岩体的阻挡和断层堵截，地下潜流大量汇聚，并由水平运动变为垂直向上运动，促进了岩溶发育和水位抬高，在强大的静水压力下，地下水穿过岩溶裂隙，在灰岩和侵入岩体的接触地带及第四系沉积层较薄弱处夺地而出，涌出地表，形成天然涌泉。

据地质部门查明，黑虎泉泉群所在地区，地表有20多米厚的第四纪的砂、砾石、粘土层，往下是几米厚的闪长岩，闪长岩下面是奥陶纪白云质石灰岩，泉水即来自白云质石灰岩中。

黑虎泉，位于南护城河东端南岸陡壁下，北与解放阁相对。金《名泉碑》、明《七十二泉诗》、清《七十二泉记》均著录。这泉为一天然洞穴，高2米，深3米，宽1.7米。穴由青石砌垒，上有巧石悬挂，下有顽石啮波，左右秀石错落。洞穴隐露，从远处望去，犹如猛虎吼天。泉水涌量仅次于趵突泉，在济南众泉中占第二位，最大涌量约4.1万立方米/日。水自洞中通过暗道由标高27.88米的石雕兽头口中喷出，形似瀑布，然后流进长约13米、宽约9米的石砌方池中。此兽名为赑屃，传为龙之六子，性喜水，常栖水边。池中兽头清末仅是1个，1931年整治泉池时建为3个。池内泉水清澈，青藻漂浮。池北为一水闸,标高6.93米，水漫流形成水帘，泄入河中。

昔日，泉水声势浩大，明朝人刘敕曾做过绘声绘色的描述：“喷珠飘练，澄澈可鉴眉睫。泉溢而出，轰轰下泻，澎湃万状，飘者若雪，断者若雾，缀者若流，挂者若帘，泻为圆池，名曰太极。池中屹然一巨石，水石相击，珠迸玉碎，潆洄作态，其声如昆阳巨鹿之战，万人鸣鼓击缶……十丈外洒人。”如今，盛水季节其气势如故。

泉是因声和形而得名。泉源为一深邃洞穴，内有巨石盘曲伏卧，上生苔藓，显得深苍苍，犹如猛虎深藏。泉水从巨石下涌出，湍击巨石，发出粗犷的鸣响，再加半夜朔风吹入石隙裂缝，惊人的吼声回荡于洞中，酷似虎啸，故名。

明代嘉靖年间，黑虎泉洞穴的上方曾建有黑虎庙，庙内供奉着“赵公明”。院内院外，花木扶疏，景色佳丽。清朝王培荀《乡园忆旧录》记载：“‘碧栏之下，寸寸秋色’，古今以为奇语，移赠此泉，洵可无愧。”

1965年后，疏浚河道，整修河岸，堆叠假山，栽植各种花木，新建解放阁、黑虎泉茶社等，辟为江南式的滨河水景园。在黑虎泉洞穴上方的黑虎庙旧址，新建一处观览泉水的小庭院，内有茶厅、平台，凭栏可赏看泉涌及周围景色。

白石泉，在黑虎泉东北,解放阁南侧河岸边，西与九女泉相邻，泉边有洁白的自然石俯卧。昔日，泉流甚急，喷涌摇荡，冲击白石，发出清响。清道光《济南府志》有载。该泉出现较晚。清乾隆五十九年（1794年）春夏之交，天旱，山东布政使江兰主持疏浚河道，以祈甘霖。数日应祷，果然天降大雨，即刻从地中涌出一泉，泉周有很多白石，或出或没于水面，似朵朵白云，故命名为“白石泉”。水甘美如醴，既可灌溉又可饮用，居民为之欢欣。为记此事，清代书法家桂馥于嘉庆二年（1797年）秋，撰文并书白石泉碑（今碑已没）。泉边原建有“金山小煞”，筑亭台、楼阁、宝塔、茶室等，可于此放舟垂钓，观白鹭戏水。清代济南人乔岳《松石诗抄》中有《白石泉上》诗赞美说：“风满园林月满楼，一泉围绕半城秋。溪西烟树知多少？添个鱼船胜虎丘。”解放初期建筑已废，但水势尚好。盛水时节，串串水泡争相浮出，漾溢着涟漪，与水中青藻白石相乱，编织出一幅水纹图案，其景不减当年。

九女泉，位于解放阁下护城河北岸，东与白石泉相邻。泉流淙淙，松柏蓊茏。民国《历城县乡土调查录》有载。据传说，泉水清澈甘美，引得九仙女于风清月明之夜，来这里浣纱沐浴，既歌又舞，欢快异常，因此称之为“九女泉”。该泉呈椭圆形，半伸河中，自然石驳岸。泉池高出水面,清澈见底，水泡从池底冒出，袅袅升起，于水面碎裂，与绿藻交织出美丽的图案。细流从石缝中泄入河内，与溪水相击，如溅珠玑。东西两侧垂柳婆娑，与泉池相映成趣。

琵琶泉，位于黑虎泉西，护城河南岸。池底冒出串串水泡，于水面破裂，咝咝作响，夜深人静听之，犹如琵琶扬韵，故名。泉池原为不规则自然形式，1965年重新修整，池壁以青石砌成，四周石雕栏杆装饰，水从北侧出口漫溢二级石阶,跌进护城河中，形如丝弦，与河水相击发出声响。泉东侧有一石拱桥，建于1964年，因泉得名“琵琶桥”。泉南有一高阁探出岸来，名为“清音阁”。坐在阁内，既可聆听琵琶泉发出的清越之声，又可赏看琵琶泉的秀姿及周围风景。

五莲泉，在琵琶泉西，护城河中的南侧。池底泉眼甚多，较大者有5个，水泡成簇，于水面破裂，似五朵盛开的莲花，故名。1965年整修，为四方平整的池岸，高出河面标高0.5米，泉水涌上池口，向四周漫溢，尔后二叠而下，落于河中，如同挂帘。1986年，泉池四周改为曲岸，堆叠自然石。山石以聚为主，叠砌成岛，高出水面，泉水从岛上石缝中溢出,流入河中。1985年5月在泉南侧河岸上建“五莲轩”，由亭、台、廊、榭组成，规模较大，构成一组别致的景观。

一虎泉（缪家泉），在五莲泉西，护城河南岸。因水从一石刻虎头中流出，故名。这里曾为清光绪壬辰科进士、翰林院编修、临清直隶州知州缪润绂的花园，故又称“缪家泉”。泉水自河岸斜坡泄出，1983年作为黑虎泉公园的一个景区,整修泉池，就势叠山理水，创构了城市山林景观。山脚清流环绕，自西向东，三个洞穴依次排开，其形各异。泉水汇成曲池，然后跌进河中。池边矶石横卧，水中巨石矗立，水随山转，山因水活。

金虎泉，在一虎泉西侧河中，名列金代《名泉碑》。清代时失迷。民国《历城县乡土调查录》仍称“今失考”,但又云：有人说即在护城河北岸胜绍公司院内，亦有人说在范氏花园内。“范氏花园”今址为何处，已不明。相传，该泉原在河南岸，水势甚猛，由曲折小溪注入河中。泉源处由人工用山石装饰，形式奇特，似虎非虎，故名“金虎泉”。昔日，泉侧有一庭园，名曰“适园”，建于何年无考。此园沿河构筑，东西狭长。园中有溪，溪上架桥，桥旁建亭。后来，园主家境衰败，庭园荒废，被山西商人李卓购买，加以修复，改园名为“须弥”，改泉名为“金粟”。解放前此园荒废，泉也与岸分开，移至河中。1986年，于泉上建亭，透顶、翘角，绿瓦，因泉得名“金虎亭”。南侧有三曲平桥与南岸相连，游人可由曲桥步入亭内。

汇波泉，在五莲泉西侧,护城河南岸。沿池四周，山石聚散布置，东、西、南皆为土坡，土坡以山石叠砌形成山峦。泉水在山脚下涓涓流淌，汇为小潭，两侧山石交错，细流潺　，犹若山涧小溪。1986年于山上建“伴月亭”，亭挑出水面，跃跃欲飞，周围绿树垂荫。泉、石、亭、树有机结合，极富情趣。

对波泉，在护城河北岸，与汇波泉相对，故名。池侧矗立小亭，名叫“对波亭”，1985年建，因泉得名。

玛瑙泉，民国《历城县乡土调查录》有载。位于黑虎泉东，护城河南岸。周以块石砌垒，水泡从池底冒出，太阳一照，光彩夺目，如同玛瑙而得名。泉水从北壁石洞中流到河中。

豆芽泉，位于琵琶泉西，护城河南岸。为石砌方池。昔日，一附近居民常用此泉水生豆芽，故名。

南珍珠泉，金《名泉碑》、明《七十二泉诗》著录，民国《历城县乡土调查录》亦有载。在五莲泉东北侧的护城河中。串串水泡涌出似珍珠，又因在旧城内的珍珠泉之南，故名。

任泉，位于南珍珠泉西北侧，护城河北岸下，南与五莲泉相对。以青石砌垒，水从砌石缝隙流入河中。

胤嗣泉，民国《历城县乡土调查录》有载。在金虎泉三曲小桥南端，碎石砌垒，不规则形式，水流入河中。因泉在张仙庙崖下，故取名“胤嗣”。解放后，庙倾圮，1986年重修泉池。

黑虎泉泉群泉水汇流南护城河，再进东泺河，再注入小清河。济南护城河，系1371年（明洪武四年）建城墙时开挖的人工河，全长6644米，而趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龙潭的水均汇流其中，经东、西泺河流入小清河。

环城公园，沿济南古护城河两岸布局，全长6.26公里。1984年始建，1986年建成。以绿地、水系和风景游览线把黑虎泉、趵突泉、五龙潭、大明湖、珍珠泉联系起来，构成济南市区的园林绿化中心。地势起伏，假山连绵，虹桥卧波，清泉潺氵爰，杨柳垂荫，百花争艳，亭台楼阁点布其间，成为颇具泉城特色的游览胜地。主要景观有：泉石园、鉴泉园、五三纪念园等。

黑虎泉泉群主要分布在泉石园中。泉石园，位于南护城河东段，济南旧城东南隅。这里清泉众多，除黑虎泉外，还有九女泉、白石泉、琵琶泉、玛瑙泉、五莲泉等10余处，为济南城区四大泉群之一。此地水面宽阔，地形起伏自然。1965年拆除破旧的民居，将清泉、名胜囊括在内，新建亭台桥阁，堆叠假山，石砌河岸，疏浚河道，栽植各种花木，被辟为黑虎泉公园。1986年建环城公园时，改称泉石园。几经建设，园内险峰峭壁，飞瀑涌泉，波光石影，清流映黛，绿柳婆娑的秀美风景区。多组亭榭因地就势，与花丛翠树相掩映，颇具江南风貌。主要建筑有：解放阁、清音阁、五莲轩等。