Karlovy Vary byly založeny roku 1350 českým králem a římským císařem Karlem IV. Karlovarská lázeňská léčba se od středověku až do sklonku 16. století skládala převážně z koupelí. Pitná léčba se začala prosazovat až od 17. století. Dnešní lázeňská péče zahrnuje pití minerální vody, klasické lázeňské procedury a moderní fyzioterapii. K pitným kúrám se užívá voda 13 minerálních pramenů o teplotách 42°C až 72°C, nejznámější pramen Vřídlo tryská až do výše 15 metrů. V 18. století nastal mohutný rozvoj lázní i města. Byla postavena řada společenských a lázeňských staveb, v roce 1701 například Saský sál, v roce 1728 Český sál. Na jejich místě vznikl později Grandhotel Pupp. Roku 1711 byly na místě dnešního Mlýnského pramene vystavěny Mlýnské lázně, první veřejný lázeňský dům v Karlových Varech. Velkou propagací byly pro Karlovy Vary dva lázeňské pobyty ruského cara Petra Velikého v letech 1711 a 1712.
Lázně vzkvétaly i v 19. století. Byly vybudovány četné lesní promenády, do města se sjížděla aristokracie i evropská kulturní elita. K nejvýznamnějším návštěvníkům přelomu 18. a 19. století patřili Johann Wolfgang Goethe, Friedrich Schiller, Theodor Körner, Ludwig van Beethoven, Fryderik Chopin a Nikola Paganini. Koncem 19. století byla vybudována řada moderních lázeňských objektů. Karlovy Vary se staly nejslavnějším lázeňským místem Evropy, pro toto období vžilo označení Zlatý věk Karlových Varů.
Po roce 1948 byla lázeňská léčba v Karlových Varech centralizována a zestátněna. Léčivé minerální zdroje a lázeňská zařízení byly znárodněny. V Karlových Varech se začala uplatňovat celoroční komplexní lázeňská léčba. V roce 1975 byla postavena Vřídelní kolonáda, v roce 1977 bylo vybudováno sanatorium Thermal. Po roce 1990 byla řada významných historických a lázeňských objektů nákladně renovována, rekonstruována či nahrazena replikami.