这里作为古代帝王的离宫和游览地已有三千多年的历史。周，秦，汉，隋，唐等历代帝王都在这里修建过行宫别苑，以资游幸。冬天利用温泉水在墙内循环制成暖气，每当雪花飘舞时，到了这里便落雪为霜，故名飞霜殿。相传西周的周幽王曾在这里修建离宫。秦、汉、隋各代先后重加修建，到了唐代又数次增建。名曰汤泉宫，后改名温泉宫。到了唐玄宗时又大兴土木，治汤井为池，环山列宫殿，此时才称华清宫。因宫在温泉上面，所以也称华清池。
唐代华清池是帝王妃嫔游宴的行宫，每年十月到此，第二年春天才返回。唐天宝六年(747)扩建后，唐朝第七个皇帝唐玄宗每年携带杨贵妃到此过冬沐浴，在此赏景。据记载，唐玄宗从开元二年(714年)到天宝十四年(755年)的41年时间里，先后来此达36次之多。飞霜殿原是唐玄宗(685一762)和杨贵妃的寝殿。白居易《长恨歌》就写道：“春寒赐浴华清池，温泉水滑洗凝脂。侍儿扶起娇无力，始是新承恩泽时”。据历史记载，这里的温泉大约发现在3000年前的西周时代。
汉代曾在这里建造帝王贵族的行宫别墅。唐代建有富丽堂皇的“华清宫”。“华清池”由此得名。经历代战争，原来的建筑都已毁塌。现在的建筑都是按照历史记载的布局于1959年重建的。