Prema arheološkim istraživanjima, prva termalna kupatila u banji izgradili su Rumljani. Iskopine govore i o prisustvu Vizantije na ovom prostoru i srednjovekovne Srbije. Međutim banja uživa veliki značaj u doba Turske imperije, kada je krajem XVIII veka, turski paša iz Vranja, Ćor-Mehmed, podigao dva bazena, a treći je izgradio 1842. njegov sin Husein. Banja je jedna od osam Kraljevskih banja Srbije zbog činjenice da su se u njoj lečili članovi obe kraljevske dinastije. Kraljica Draga lečila je sterilitet, dok je Kralj Petar I Karađorđević lečio kostobolju u više navrata po nekoliko meseci 1914. i 1915. godine. Između dva svetska rata banju posećuje veliki broj ljudi, čak i iz inostranstva. Posle Drugog svetskog rata nastavljeno je s razvojem lečilišta, kaptirani su vreli izvori, uređen park, preuređeni su mnogi ugostiteljski objekti.

Vranjska banja ima najtopliju mineralnu vodu u Evropi, 96-110°C. Postoji 10-tak  izvora, kapaciteta 140 l/s. Najvažniji hemijski elementi koji sadrže  su sumpor i gvožđe, ali ima drugih sastojaka. Voda banje spadaju u natrijum-hidrokarbonatne, sulfatne, fluoeidne i sulfidne hiperterme.

Medicinske indikacije:

• Bolesti lokomotornog aparata
• Neurološka oboljenja
• Ginekološka oboljenja
• Kožne bolesti
• Reumatska oboljenja.

Lečenje se obavlja u Zavodu za prevenciju, lečenje i rehabilitaciju oboljenja od degenerativnog reumatizma i posttraumatskih stanja „Vranjska Banja”, pod nadzorom stručnog medicinskog osoblja. Medicinske usluge: hidroterapija, kineziterapija, elektroterapija, magnetoterapija, masaža, sonoterapija, termoterapija, fototerapija, laseroterapija.

Banja je od Beograda udaljena 420 km, od Niša 116 km, a od Vranja svega 10-ak km. Posetioci mogu da uživaju u šetnji ili vožnji bicikla, obilasku Vranja ili Vlasinskog jezera, kao i nekog od manastira.