據正在調查地下水變化的產業技術綜合研究所介紹，在東海和近畿等地的約50個觀測點中，很多地方的地下水位下降，有的地點下降達數米。該研究所人士指出：“地下水是由于地震的晃動和地殼變動而出現變化的。如果水位大幅下降，溫泉就不再涌水。”

而位于香川縣滿濃町山谷中的美霞洞溫泉，在大地震發生約1周后，泉水的白色突然變濃，潤滑感增強，硫磺量也增加了。雖然這里離大地震震中有800公里之遙，但是溫泉的主人石村英二認為，溫泉的變化應該是巨大地震導致地殼變動造成的。

在大地震后，日本全國約1500家團體加盟的日本溫泉協會陸續收到溫泉涌水量急劇增加或水質變渾濁等的報告。該協會準備今后繼續在全國范圍內調查大地震對溫泉的影響。