玉妃泉受四川盆地西缘龙门山断裂带控制，出露于侏罗系灰质砾岩溶洞，即古龙洞。古龙洞位于绵竹市西北部的龙门山脉，属卧龙山系，与青藏高原连成一片，山上林木茂盛、遮天蔽日。洞内石灰岩晶体玲珑剔透，岩体集露成溪、汇溪成潭，玉妃泉隐于古龙洞内。