明治以降、西洋医学が発達し、温泉療法は臨床医学から閑却された。しかしながら、温泉医学の必要が叫ばれ、昭和6年九州大学に温泉治療学研究所が設置されて以来、相次ぎ国立6大学にも設けられ、治療と研究が盛んとなった。
昭和10年、本会は東京大学医学部内科物理療法学教室、日本温泉協会学術部を母体とし、温泉気候およびその医学的応用に関する学術的研究を目的として、有志が集まり結成された。
初代会長林春雄博士の尽力により、創立とともに日本医学会に加入、日本医学会の分科会として活動する。
その後、温泉・気候・物理医学およびその他の理学療法に関する学術的研究ならびに医学的応用を推進することを目的とし、以下のような活動を行う。
| 1935年（昭和10年）1月 | 日本温泉気候学会として設立 |
| 1935年（昭和10年）1月 | 『日本温泉気候学会雑誌』を創刊 |
| 1938年（昭和13年） | 日本医学会に加盟（第15分科会） |
| 1962年（昭和37年）4月 | 日本温泉気候物理医学会と改称する |
| 1962年（昭和37年）5月 | 発行の第26巻1号より『日本温泉気候物理医学会雑誌』と誌名変更 |
| 1976年（昭和51年）5月 | 温泉療法医認定制度を設置、第1回認定を行う |
| 1980年（昭和55年）5月 | 温泉療法医認定のための教育研修会を毎年1回開催する |
| 1982年（昭和57年）4月 | 認定医による日本温泉療法医会を設立 『温泉療法医会会報』を年2回発刊し、各地区活動を行う |
| 1983年（昭和58年）4月 | 教育研修会講義録『温泉医学提要』発刊 |
| 1989年（平成元年）4月 | 新たに認定温泉医認定制度を発足する |
| 1995年（平成7年）5月 | 「優秀論文賞」の新設 |
| 1996年（平成8年）4月 | 研修会講義録『温泉医学』（1990年）発刊 |
| 1996年（平成8年）6月 | 『日本温泉気候物理医学用語集』発刊 |
| 1997年（平成9年）5月 | 認定温泉医を日本温泉気候物理医学会認定医と改称 |
| 1999年（平成11年）4月 | 『入浴・温泉療養マニュアル』発刊 |
| 2004年（平成16年）5月 | 『新温泉医学』発刊 |
| 2005年（平成17年）6月 | 有限責任中間法人日本温泉気候物理医学会 設立 |
| 2005年（平成17年）9月 | 専門医制度規則の改正に伴い、学会認定医を「温泉療法専門医」と改称 |
| 2007年（平成19年）5月 | 『新入浴・温泉療養マニュアル』を発刊 |
| 2008年（平成20年）5月 | 「研究奨励賞」の新設 |
| 2008年（平成20年）12月 | 法改定により一般社団法人化へ |
| 2009年（平成21年）5月 | 一般社団法人 日本温泉気候物理医学会 定款変更 |
| 2014年（平成26年）6月 | International Society of Medical Hydrology and Climatology（ISMH）世界大会 （第 39回）を初めて学会総会・学術集会（第79回）と合同で京都にて開催 |
| 2015年（平成27年）6月 | 準会員制度廃止、賛助会員を導入 定款改正 |
| 2018年（平成31年）5月 | 会員向け『おしらせ号』頒布開始 |
| 2022年（令和4年）6月 | 「学会特別賞」の新設 |
| 2023年（令和5年）12月 | 『最新温泉医学』発刊 |
| 2024年（令和6年）5月 | 東京都中央区支援金（ふるさと納税）交付対象団体として認定 |