Вилючинские горячие источники находятся в верхней части долины р.Вилючи, недалеко от подножия Вилючинского вулкана. Здесь к узкой долине вплотную примыкает склон Вилючинского,
а с другой стороны нависают внешние обрывы древнего вулкана Жировского. Со склонов открываются виды на океанические бухты. Всё это вместе придает Вилючинской долине исключительную живописность.Источники представлены тремя группами. Верхне-Вилючинская группа расположена в междуречье р.Вилючи и ручья Спокойного, в 1 км выше его устья. Здесь наблюдаются 4 грифона и небольшое термальное озерко. Средне-Вилючинские источники располагаются на термальной площадке по стрелке р.Вилюча – ручей Спокойный. Они представлены слабосочащимися выходами термальной воды с температурой 40-52° С.
Нижне-Вилючинские источники расположены у подножия правого борта р.Вилючи, в 1,5 км ниже по течению от Верхне-Вилючинских источников. Они представляют собой слабые выходы с температурой 40-62° С на поверхности травертинового купола высотой около 5 м и на пойменной террасе. Термальная вода собирается в ручей, протекающий по заболоченной термальной площадке.
Химический состав воды Верхне-Вилючинских источников сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатный с общей минерализацией до 1,1 г/л и содержанием кремнекислоты до 100 г/л.