Die Rhumequelle bezieht den Hauptanteil ihres Wassers aus den Versickerungen der Harzflüsse Oder und Sieber. Diese Versickerungsstellen liegen rund 50 - 60 m höher als der Quelltopf der Rhumequelle. Erdfallreihen zeigen den unterirdischen Lauf des Karstwassers an der Erdoberfläche an.

Am Standort sind die verkarsteten Zechsteinschichten gegen den Buntsandstein durch eine Nordwest - Südost verlaufende Störung verworfen. An dieser Störung steigt das Wasser auf und gelangt an die Erdoberfläche.

Am Tage fließen etwa 215.000 Kubikmeter Wasser aus der Tiefe über den Rhumefluss ab, das sind rund 2.500 Liter in einer Sekunde. Bei Niedrigwasser fließen nur 0,9 Kubikmeter pro Sekunde ab. Dagegen kann die Quelle zu Hochwasserzeiten bis zu 5,5 Kubikmeter pro Sekunde schütten. Das Wasser hat eine gleichbleibende Temperatur zwischen 8 und 9 Grad.

Die Rhumequelle im Winter. Nie frieren ihre aus der Tiefe erdwarm hervordringenden Wässer zu.

Historische Postkarte vom "Rhumesprung"

Neben der Hauptquelle gibt es noch einige Nebenquellen, die sich durch ihre Wasserinhaltsstoffe von der Hauptquelle leicht unterscheiden. Diese Tatsache belegt, das mehrere unterirdische Wasserwege in der Rhumequelle ihren Austritt haben. Die Menge der gelösten Wasserinhaltsstoffe ist ebenfalls starken Schwankungen unterworfen.