御祭神は櫛明玉命(くしあかるだまのみこと)、大名持命(おおなもちのみこと)（大国主命(おおくにぬしのみこと)）、少彦名命(すくなひこなのみこと)、五十猛神(いそたけるのかみ)。
奈良時代の出雲国風土記(いずものくにふどき)（７３３年）、平安時代の延喜式に記載されている古社。
櫛明玉命(くしあかるだまのみこと)は出雲玉作部(たまつくりべ)の祖神とされ、大名持命(おおなもちのみこと)は国造りと温泉療法の神で、少彦名命(すくなひこなのみこと)は温泉守護の神とされる。()

櫛明玉命(くしあかるだまのみこと)は天明玉・豊玉・羽明玉・玉祖神などの異称を持ち、天岩戸の前で神々が神楽を奏でたとき真榊の枝に懸けた八坂瓊之五百箇御統(やさかにのいほつみすまる)（八尺瓊勾玉(やさかにのまがたま)）は櫛明玉命(くしあかるだまのみこと)が作ったと古語拾遺（８０７年）に明記され、玉作部(たまつくりべ)の遠祖と仰がれ、この地の原石を採って宝玉の製作を司ったと伝えている。また日本書記（７２０年）には「素盞鳴尊が天に昇りまさんとする時、羽明玉神（古語拾遺には櫛明玉命とあり）は道に出迎え給いて、瑞八坂瓊の勾玉を献じ、素盞鳴尊は之を御姉天照大御神にお進め給いしこと」等記され、社伝には三種の神器の八坂瓊之勾玉は命が製作したと伝えている。()

境内は国指定史跡出雲玉作跡（宮ノ上地区）の一画にあたり、花仙山(かせんざん)周辺は最古の玉作り遺跡で、弥生時代末から玉作りが行われていた。江戸時代には、「湯姫(ゆひめ)大明神」、「湯船(ゆふね)大明神」とも呼ばれ、藩主の崇敬も篤く隣接する玉造御茶屋（松江藩の静養施設）に松江藩主が訪れる際には必ず玉作湯神社に参詣した。
明治時代以後は、天皇即位の祭典に際して、ここで作られた瑪瑙(めのう)・碧玉(へきぎょく)製品が献上されていた。()

（左上）御神水 真玉の泉　また境内には、触って祈れば願いが叶うと言われる「願い石」があり、パワースポットしても人気である。()