しほろ温泉の最大のアイデンティティは、世界的にも希少とされる植物性モール温泉です。大昔に地中に堆積した植物性の有機物（フミン酸やフルボ酸など）を豊富に含み、湧出時から独特の琥珀色と芳醇な香り（油臭・草木臭）を帯びています。
泉質は「ナトリウム-塩化物・炭酸水素塩温泉（低張性弱アルカリ性高温泉）」に分類され、天然の化粧水と称されるほど高い保湿・美肌効果を誇ります。入浴後は肌の角質が滑らかになり、塩化物泉のコーティング作用によって湯冷めしにくいのが特徴です。
浴場内には広々とした内風呂をはじめ、十勝の爽涼な風を感じられる露天風呂、プライベートな空間で気兼ねなく湯浴みを楽しめる家族風呂（要予約・バリアフリー対応）が完備されています。
さらに近年、温浴ファンから高い評価を得ているのがサウナと水風呂のコンビネーションです。約88〜90度に保たれた本格的なドライサウナでしっかりと発汗した後は、十勝の清冽な地下水脈を汲み上げたキンキンの水風呂（体感14〜15度前後）へ。露天スペースに設置されたととのい椅子に腰掛ければ、澄み切った北海道の空気の中で極上の「ディープリラックス」へと導かれます。
