溫泉鎮位于北京城區的西北郊，海淀北部新區的南部。這里上風上水，依山傍水，在歷史上山水薈萃，園林別墅眾多。

歷史記載表明，現溫泉鎮域在明代以前大體屬昌平縣(前身軍都縣)，其中西南部唐末至金初可能曾屬玉河縣。明后期大體以今百望山至溫泉道路為界，其北太舟塢、楊家莊、東埠頭一帶屬昌平縣(州)，其南白家疃、溫泉及高里掌、辛莊一帶屬宛平縣。至清代康熙初年，溫泉、白家疃一帶劃入城屬地區，高里掌、辛莊一帶為宛平縣直轄地。1928年6月，城屬地區劃為北平市行政區域。溫泉、白家疃一帶和冷泉地區是當時“山后”僅有的北平市轄地，屬西郊區，1947年3月，又劃入北平市第十七區。抗日戰爭和解放戰爭中當地是0領導的人民武裝的游擊區，行政上屬昌宛縣(昌宛房、昌宛懷)工作范圍。1948年12月，現鎮域解放，分屬北平市十七區、宛平縣和昌順縣。在現鎮域內十七區設溫泉、白家疃兩村(行政村);宛平縣設高里掌、辛莊兩村(屬八區，后劃為六區);昌順縣設東埠頭、楊家莊(一稱楊各莊)、太舟塢3村(屬十一區，后劃入六區)。