В 1826 году было заложено здание Николаевских ванн, ныне Лермонтовских, сохранившихся до нашего времени. В здании «Ресторации», ставшей Казенной гостиницей, проводились балы, там часто танцевал М.Ю. Лермонтов, описавший ее в «Герое нашего времени». Лермонтов лечился и отдыхал в Горячеводске-Пятигорске в 1820, 1825, 1827 и 1840 году; свои воспоминания и впечатления о жизни в Пятигорске и Кисловодске он описал в повести «Княжна Мэри». В 1841 году М.Ю. Лермонтов провел в Пятигорске последние месяцы своей жизни. 15 июля он был убит на дуэли у северного подножия горы Машук. Сейчас в Пятигорске работает государственный музей-заповедник М.Ю. Лермонтова, созданный в 1973 году на базе музея «Домик Лермонтова» и мемориальных памятников в Кисловодске и Железноводске. В Пятигорске бывали А.С. Пушкин, Н.И. Пирогов, Л.Н. Толстой, Ф.И. Толстой, Ф.И. Шаляпин, многие выдающиеся деятели культуры России.
В 1830 году специальным указом Горячеводдск превращен в уездный город с переименованием его в Пятигорск; пятиглавая гора Бештау у курорта по-тюркски называется «Пять гор». За год до этого в городе был разбит великолепный цветник, через несколько лет основан Пятигорский Городской парк.
Пятигорск прославился как бальнеологический, грязевой и питьевой курорт. Курортная зона прилегает к подножию горы Машук, где выходят на поверхность основные минеральные источники, там же расположены большая часть ванн и лечебниц. В 14 километрах от Пятигорска находится Тамбуканское озеро с иловыми лечебными грязями. По разнообразию минеральных источников Пятигорск уникален; его называют природным музеем минеральных вод.
На южной части горы Машук находится Провал – естественная карстовая шахта, на двадцатиметровой глубине которой находится небольшое озеро.
Д. Павлов писал в своей работе «Провал», вышедшей в Пятигорске в 1929 году:
«От центра Пятигорска Большой Провал расположен в полутора верстах. Лежит он на южном склоне горы Машук, на высоте около полуверсты над уровнем моря, немного ниже середины Машука.
Что же особенно интересного дает при осмотре Большой Пятигорский провал?
Во-первых, интересно на него посмотреть как на выдающееся в ряду подобных явление природы.
Во-вторых, доставляет большое эстетическое удовольствие любоваться оригинальностью и красотой его форм.
В-третьих, тут видны обнажения целого ряда важнейших горных пород, образующих район Кавказских Минеральных вод – причем особенно интересно, что здесь обнаружены даже образцы морских осадочных отложений, которые в Пятигорске наблюдаются в немногих местах.
В-четвертых, тут обнажена одна из тех подземных трещин, по которым в Машуке движется серная минеральная вода.
В-пятых, тут можно видеть эту воду в месте ее естественного выхода из большой глубины – что удается не часто, так как обычно глубинные породами и минеральные воды добываются искусственными коридорами – штольнями.
В-шестых, на примере Провала можно проследить за интересной работой, которую минеральная вода производит под землей:
Так она прокладывает себе путь, разрушая даже очень твердые породы.
Какие водоемы под землей она образует.
Как живет в этих водоемах.
В-седьмых, в Провале и около него можно видеть много интересных частностей – явление перерождения горных пород в зависимости от соседства и под влиянием минеральной воды, а также под влиянием тех сил, которые выдавили Машук, связь наших серных вод с атмосферными водами, выпадающими даже на значительном отдалении от Пятигорска».
Основу санаторно-курортного лечения в Пятигорске составляет бальнеогрязелечебные процедуры. На курорте около 50 минеральных источников, различающихся химическим составом воды. Воды старейших Лермонтовских и Народного источников – термальные углекислые сульфатно-гидрокарбонатно-хлоридные кальциево-натриевые. Эта минеральная вода используется для ванн – Лермонтовских, Пушкинских, Пироговских, Народных, для питьевого лечения и розлива в бутылки. Наиболее известна питьевая галерея – бювет в парке «Цветник». Пятигорские нарзаны – холодные, теплые, горячие (с температурой до 60 °C) – используются для питьевого лечения. Пьют воду и из солено-щелочных минеральных источников. 10 пятигорских источников радоновых вод различной радиоактивности и низкой минерализации используются для ванн в радонолечебницах. С 1886 года для грязелечения применяют сульфидную иловую грязь Тамбуканского озера. Во второй половине лета и осенью эффективна климатотерапия. Пятигорские минеральные воды лечат больных с заболеваниями желудка, кишечника, печени, желчных путей, нервной системы, органов движения, почек, мочевых путей, кожи, сердечно-сосудистой системы.