蝴蝶泉奇景古已有之，除明代徐霞客笔下的生动记载外，清代诗人沙琛，在《上关蝴蝶泉》诗中赞道：“迷离蝶树千蝴蝶，衔尾如缨拂翠湉。不到蝶泉谁肯信，幢影幡盖蝶庄严。”1961年郭沫若游览时，手书“蝴蝶泉”三个大字，刻于泉边的坊石之上。
蝴蝶泉的形成与这一带的环境条件有关。该泉西靠苍山，东临洱海。苍山巍峨挺拔，耸立如屏，山顶积雪，经夏晶莹。云聚生雨，降水丰富，植物每项。洱海总面积约240平方公里，风光绮丽，花枝不断，四时如春。
苍山和洱海不仅为人类提供了“银苍玉洱”的观赏美景，而且构成了蝴蝶等昆虫大量繁殖与生长的自然环境。蝴蝶泉处于洱海大断裂的北东盘，该盘在地下水溶蚀作用下，形成了众多的落水洞和溶洞，受大气降水和地表水补给，形成了岩溶含水层。
该含水层中的地下水，沿溶蚀管道流动，在与冲、洪积物接触部位，受细粒松散物阻截，溢出地表后形成蝴蝶泉。该泉涌水量在18.77升/秒上下。泉水的矿化度小于0.5克/升，属重碳酸钙、镁型水，无臭、无味，水质淡美。泉好水美再加上泉边的那棵合欢树，蝴蝶自然乐意光临。由此可知，蝴蝶会并非是因那对情人的遇难所引起，而是由那里的特殊环境条件决定的。
