Народження Хмільника як бальнеологічного курорту пов'язано з відкриттям в місті мінеральних вод. У 1934 році в Хмельник з Києва була запрошена гідрогеологічна експедиція. Геологи, прагнучи знайти питну воду в центрі міста, пробурили першу свердловину. Але добута на глибині 65 метрів вода була несмачною, жорсткою, солонуватою. Джерело привернуло увагу вчених. Шляхом наполегливих досліджень у добутій воді був виявлений радон. По мінеральному і газовому складах вода в Хмільнику була віднесена до радонової, вуглекислої, гідрокарбонатно-хлоридно-натрієвої води з високим вмістом марганцю, що, безперечно, підтверджувало її бальнеологічну цінність.

Курорт Хмільник по праву можна назвати українським Цхалтубо. Курорт розташований на великому вигині північно-східної частини ріки Південний Буг у широкій чашоподібній улоговині. Висота курорту над рівнем моря 260 290 м. На південному заході до міста примикає красивий масив змішаного листяно-хвойного лісу. Загальний ландшафт курорту оживляє ріка Південний Буг. Вона входить у місто двома рукавами і, утворюючи в центрі його невеликий острів, продовжує свій плин на схід. Клімат курорту Хмільник характеризується достатком сонячного світла, помірними коливаннями температури, вологості і швидкості руху повітря, що сприятливо впливають на організм людини. Ріка і великі лісові масиви, а також чисте, досить озоноване повітря значно підвищують ефективність бальнеологічного лікування і кліматотерапії. Весна починається з другої половини березня, протікає бурхливо. Температура повітря підвищується швидко, зникає сніжний покрив, підсихає грунт. Абсолютний максимум температури повітря навесні дуже високий, в окремі дні він досягає 27°С, 32°С. Літо в Хмільнику не спекотне, середня температура повітря І8,4°С. Максимальна кількість опадів випадає влітку, дощі супроводжуються грозами. Число сонячних днів у році коливається від 150 до 190, максимум сонячного сяяння припадає на кінець весни і літо. Атмосферний тиск коливається від 721,8 мм у лютому березні до 760,9 мм у січні. У літні місяці спостерігаються найменші його коливання. От чому цей період року є найбільш сприятливим для лікування на курорті Хмільник. Завдяки лісовим масивам повітря в цьому районі насичений фітонцидами, парами скипидару і лісових трав, що впливає на організм хворого в будь-який час року.