길주군의 외곽은 길쭉한 마름모꼴인데, 동쪽 경계는 만탑산줄기로 이루어져 있고 서쪽 경계는 천령산줄기로 이루어져 있다. 그 사이를 북단의 만탑산(2,205m)에서 발원한 장홍천이 남동쪽으로 흐른다.
온천은 장홍천의 동쪽 지류인 온천천 상류에 위치해 있다. 금송리에서 동남쪽으로 약 3㎞, 길주읍에서는 북쪽으로 약 6㎞ 떨어진 농촌마을 부근이다. 온천의 이름은 소재지에서 유래하였다. 금송리는 1914년에 신설된 리인데, 김서골(金棲)과 송노동(松老洞)에서 한 글자씩 취합해 지은 지명이다. 이 일대의 1월 평균기온은 -7.2℃, 8월 평균기온은 22.0℃이다. 강수량은 654㎜로 우리나라 평균치에 비하여 많이 적은 편이다. 온천은 1960년 광물탐사과정에서 개발되었다. 수온은 26.0℃로서 미온천이다. 메타규산이 광천의 한계량 이상 함유되어 있는 광물질 중등도의 염화나트륨천이다. 광물질 함량은 340㎎/ℓ인데, 염소이온 1,870㎎/ℓ, 나트륨이온 1,200㎎/ℓ, 메타규산 100㎎/ℓ이다. 수소이온농도(pH)는 7.9로서 알칼리성이다. 만성위염, 소화기병, 당낭염, 간염 등에 효험이 있으며, 수온을 더 높이면 관절병, 피부병, 말초신경염, 심장혈관계통질병 등의 치료에도 이용할 수 있는 것으로 알려져 있다.