热海景区位于县城西南8千米处，海拔1520米，面积约9平方千米，规划区面积4.15平方千米。1639年，明代地理学家徐霞客到热海考察，对热海地热景观气势做了“遥望峡谷蒸腾之气，东西数处，郁然勃发如浓烟卷雾”的详尽描述。热海早在明清之际就作为古代腾越十二景的佼佼者，享有“一泓热海”之盛誉，“热海”也因此而得名。
热海是腾冲地热火山国家重点风景名胜区和腾冲火山地热国家地质公园的重要组成部分，以“地热温度之高，压力之大，蒸汽之盛，出露形式之多、水热活动之强烈，水质最软，酸碱度适宜，矿化度极高”的特点被列为中国三大地热区之一、云南八大省级旅游度假区之一、中国温泉朝圣地和中国十大温泉养生基地。
腾冲处于欧亚板块与印度板块冲撞带附近，地下岩浆活动强烈，至今地下7~25千米深度处仍存在两个直径10~30千米的岩浆囊，由于近南北向断裂系统十分发育，岩浆囊的热能源源不断地在此释放并形成了腾冲地热。热海是腾冲地热显示最集中的地区，聚集了较多的高温热泉和气泉，以地热奇观而闻名，地热显示特征为喷气孔、冒气地面、热沸泉、喷泉、热水泉华和水热爆炸等地热景观。观赏价值较高的自然景观有大滚锅、怀胎井、鼓鸣泉、眼镜泉、珍珠泉泉华裙、蛤蟆嘴和狮子头等:人文景观有李根源题字的热海石及文光亭等。
热海温泉含有氧离子、磷酸根离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子、氯离子、铁、钾、钠、钙、镁、碘和硫化物等丰富的矿物质及其单体元素，对人体康复具有较好的疗效，目前已形成集旅游观光、科普科考、休闲养生于一体的综合性景区。
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