我国饮用天然矿泉水标准规定硒矿泉水的硒含量应大于等于0.01mg/L、小于0.05mg/L。
硒是自然界存在的化学元素，但它在地壳岩石圈中含量较低，平均含量一般只有0.05～0.09mg/kg，主要是以分散状态存在，大部分分散在硫化物的晶格中。因此，在硫化矿床中都有硒化物存在，在各类岩石中硒含量变化不显著，在基性至酸性岩浆中，硒含量约0.05mg/kg，酸性岩浆中的含量较高，平均为0.1mg/kg，若遇适宜的水文地球化学环境，即有形成硒矿泉水的可能;在各种沉积岩中，页岩硒含量相对较高，平均约0.6mg/kg，其中以炭质页岩硒含量最高，有的达5mg/kg，这是由于有机物质的分解有利于硒的还原，并使其从水中析出而沉淀的缘故。
硒是火山喷发产物中的典型元素，其含量有时可达18%～90%，这是因为硒的沸点高，所以在高温产物中含硒高，并随温度降低而减少。在地壳浅部和氧化还原环境中，硫和硒很容易产生分离，因为硫化硒易氧化，在一般地表条件下，硫即可氧化形成硫酸盐被水带走，而硒化物可被还原为硒元素混入氧化物中。在自然条件下，一般难形成硒酸盐迁移。由于这些特点，硒在天然水中含量一般较低。在现代火山活动区和煤系地层分布区，可能出现相对富集硒的地球化学环境，是形成硒矿泉水的有利地质环境。
硒同硫一样，热液作用是最主要的作用阶段。它能大量地呈分散或独立矿物的形式存在于这一阶段的产物中，所有热液成因的硫化矿物中，无一例外地含有硒元素。含量最高的是黄铜矿和黄铁矿，这些矿层中的地下水一般都富含硒。在构造断裂发育地带，在含氧气、游离二氧化碳地下水长期作用下，黄铁矿风化破碎淋滤，硒进入地下水，即可形成含硒矿泉水。
硒在地下水中以络阴离子出现，包括SeO2－3(亚硒酸根)和SeO2－4(硒酸根)。前者为低价硒(Se4+)，存在于酸性弱还原环境中，与铁结合形成难溶的亚硒酸盐(FeSeO3);后者为高价硒(Se6+)，存在于碱性氧化环境中，易在水中迁移，但SeO2－4可以被铁的氢氧化物吸附，也易还原为元素硒。