Pamukkale położone jest na linii pęknięcia skorupy ziemskiej. Nie są to jedyne źródła wody termalnej położone na tym terenie. W pobliżu (5 km na wschód od Pamukkale) znajduje się miejscowość Karahayit, której wody zawierają sporo domieszek żelaza, sodu i magnezu.
W miejscowości Kavakbasi (4 km od Pamukkale) znajdują się dwa błotniste źródła z dużą zawartością związków siarki. Lecznicze właściwości źródeł znajdujących się w tych miejscowościach znane były od wielu wieków.