Karlova Studánka jest uzdrowiskiem w centralnej części pasma Hrubý Jeseník, który należy do paleozoicznego sileziku. Chodzi o krystaliczne dewońskie łupki w płytach vrbeńskich sklepienia dezéńskiego. W nich są na terenie miejscowości Karlova Studánka najważniejsze muskowitowe fility i bugle z grafitem. Na północ od Karlovej Studánki tworzy masyw skalny blastomilonity i metagranitoidy. Dezéńskie sklepienie pasma Hrubý Jeseník na przełomie trzeciorzędu i czwartorzędu złamało się na płytę Praděda i płytę Orlíka. Powstały w ten sposób osuw zwany "bělský zlom" w kierunku NW - SE sięga do uzdrowiska Karlova Studánka, gdzie powstały ogromne deluwialne i deluwiofluwialne sedymenty. Całe pasmo Hrubý Jeseník jest pokryte poprzecznymi osuwami, przy czym wykorzystanie naturalnych źródeł leczniczych w miejscowości Karlova Studánka opiera się o wykorzystywanie systemu źródeł węglanowych wód mineralnych osuwu bělský zlom, który ciągnie się z Bruntála, przez Karlovą Studánkę, Vidly, miejscowość Běla do Uzdrowiska Lipová do polskiego Lądka Zdroju.

Sposób powstania i geneza wód podziemnych z kompletnym składem chemicznym w rejonie uzdrowiska Karlova Studánka oraz pasma Hrubý Jeseník wynika z przedstawionej struktury geologicznej szczelinowego, przepuszczalnego, eksponowanego tektonicznie i mało aktywnego chemicznie kompleksu różnych, różnorodnych petrograficznie metamorfitów opisanego krystalinikum. Powstawanie dwutlenku węgla jest związane z dobrzmiewającą aktywnością wulkaniczną regionu Bruntálska, przy tym CO2 nasyca wody w szczelinach wypływając z głębokich zaburzeń tektonicznych osuwu bělský zlom, gdzie jest akumulowany. CO2 w nadmiarze zwiększa zdolności rozpuszczające mineralnej wody węglanowej a wodzie węglanowej towarzyszy w nadmiarze również spontaniczny gazowy składnik CO2. Te wody węglanowe są wodami aberracyjnymi utrudnionego obiegu grupy wód petrogennych silikatogennych, mieszającymi się z wodami pochodzenia atmosferycznego. Wody atmosferyczne w osuwie bělský zlom schodzą do głębokości 100 - 200 m, dlatego są stosunkowo długo poddawane procesom mineralizacyjnym. W efekcie jest możliwe łatwiejsze przechodzenie jonów do roztworu wodnego.

Tektoniczne zaburzenia masywu osuwem bělský zlom umożliwia przemieszczanie juwenilnego dwutlenku węgla z młodego wulkanizmu młodszego trzeciorzędu i czwartorzędu regionu Bruntálska. Stosunkowo mało plastycznych kwarcytów w okolicy uzdrowiska Karlova Studánka wynika z kruszenia masywu skalnego. Zwiększa to przepuszczalność szczelinową kompleksu skał do głębokości ok. 200 m. Dlatego, w wyniku intensywnych opadów w tutejszych górach, oprócz wód pierwotnych pod powierzchnią masywu skalnego i w strefie formacji powierzchniowych powstają wody wtórne strefy aktywnej cyrkulacji wody.

Pierwotne źródła naturalnych wód mineralnych były ujmowane w miejscach torfowisk w miejscowości Karlova Studánka (torf powierzchniowy w tych miejscach tłumi swobodne wydzielanie dwutlenku węgla, co wywołuje większe nasycenie wody mineralnej dwutlenkiem węgla).

Jako pierwsze odkryto źródło Maksymilian - 1780, następnie w 1802 roku źródło Karola, w r. 1812 źródło Antonina, w r. 1862 źródło Wilhelma, w r. 1928 źródło Bez nazwy, w r. 1929 źródło Trubačův - Trubkový pramen, w r. 1931 źródło Norberta. Wymienione źródła były naturalnymi źródłami powierzchniowymi, które w historii były ujmowane i wykorzystywane (aż do 1966 roku) z kopanych studni (pionowych szybów) z głębokości 10 - 20 m. W latach 50 i 60 XX wieku (w ramach długofalowego rozpoznania hydrogeologicznego) wykonano szereg głębokich odwiertów aż do poziomu 200m pod powierzchnią, z których, z głębokości 126 m, jest do tej pory wykorzystywany otwór S2A - źródło Petr (które wybudowano dla zastąpienia zniszczonego i skorodowanego otworu S2 z 1952 r.). Z lat 60, kiedy osprzęt odwiertów był zabezpieczany szalowaniem sklejkowym (klejone drewniane rury, z przepuszczalnymi ścianami) do dnia dzisiejszego jest również wykorzystywany odwiert S7 - źródło Vladimír o głębokości 117,8 m.

Uwaga: Przegląd o mieście uzdrowiskowym Karlova Studánka, linii tektonicznej tworzącej drogę wyjścia dla wody mineralnej i dwutlenku węgla oraz miejscach poszczególnych odwiertów przedstawia mapa hydrogeologiczna miejscowości Karlova Studánka Ing. RNDr. Vladimíra Pelikána.

Historyczny załącznik ilustruje historyczne postacie, imionami których były kiedyś nazywane źródła w uzdrowisku.