Славу и гордость города-курорта составляют всемирно известные соляно-щелочные минеральные воды Ессентуки-4 и Ессентуки-17. Благодаря им город приобрел славу наиболее популярного питьевого курорта. Источники живой воды располагаются далеко в горах. Талая снеговая вода, бушующая влага летних ливней через карстовые воронки и пещеры Джинальского хребта проникает в пласты осадочных пород и со скоростью около 40 метров в год медленно течет на север курортного района.

Двадцать миллионов лет тому назад здесь бушевала вулканическая деятельность, рождались знаменитые горы-лакколиты. На своем пути вода вбирала в себя вулканические газы, становилась «агрессивной» и напитывалась целебными минеральными солями. Ессентукская вода дольше всех путешествовала по подземным лабиринтам, пока не натолкнулась на водонепроницаемые пласты горных пород в районе нынешнего Нагутского месторождения. Здесь она повернула «вспять» и вышла на поверхность в районе бывшей речки Кислуши.

Выделяют следующие типы минеральных вод ессентукского курорта:

Источники типа Ессентуки-17. Минеральные воды имеют хлоридно-гидрокарбонатный натриевый состав и сравнительно высокую минерализацию - от 11,1 до 13,6 г/л. Они разделяются на холодные с температурой 10-11 °C и термальные с температурой 36-37 °C, Характерна для данных минеральных вод высокая концентрация углекислого газа. «Коренная» струя имеет малый дебит, но открытие Новоблагодарненского и Нагутского месторождений решило проблему розлива Ессентуков-17 в бутылки.

Источники типа Ессентуки-4. Они имеют хлоридно-гидрокарбонатный натриевый состав, минерализация их лежит в пределах от 7,8 до 10,4 г/л.

Также минеральная вода подразделяется на холодную и термальную, Воды типа Ессентуки-4 относят к лечебным минеральным, но используются и в качестве лечебно-столовых при розливе в бутылки. Открытие нового месторождения (скв. № 49a) сняло проблему нехватки данного типа минеральных вод.

Углекисло-сероводородные воды ессентукского типа. Лечебные воды данного типа буровых скважин № 1-Э и 2-Э принадлежат к бальнеологической группе слабосульфидных вод с минерализацией в пределах 4,7-5,6 г/л, концентрацией углекислоты более 1,0 г/л.

Углекислые воды сложного ионно-солевого состава. Они подаются на курорт в смешанном составе минеральных вод из различных скважин. Так, смешанные воды скв. КМВ-бис и № 55 содержат более 1 г/л растворенной углекислоты, имеют минерализацию 3,0 г/л, состав - хлоридно-сульфатно-гидрокарбонатный кальциево-натриевый с повышенным содержанием ионов магния, т.е. весьма близкий к первозданному типу минеральной воды Ессентуки-20. используется такая минеральная вода под названием Ессентуки-новая. Имеются и другие смешанные типы минеральных вод.

Ессентукские минеральные источники издавна применяются для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта, печени, желчного пузыря, мочевыводящих путей, болезней обмена. Буровая скважина № 1 вскрыла на глубине 337 метров месторождение углекислых соляно-щелочных вод с большим содержанием сероводорода и с температурой 24 °C. Открытие нового типа минеральной воды, сходной по некоторым своим характеристикам с кисловодским нарзаном при большом дебите, позволило приступить к лечению ранее не показанной для ессентукского курорта группы больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Минеральная вода быстро стала популярной и получила название «Ессентукского нарзана». Она используется для внутреннего потребления, полоскания горла и полости рта, для ванн. Ессентуки считаются признанным центром оздоровления больных сахарным диабетом. В этом решающую роль играют минеральные воды Ессентуки-4 и Ессентуки-17, специальное диетическое питание, весь комплекс лечебных мероприятий.