後生掛温泉の宿泊施設の脇の駐車場から沢筋に沿って自然観察研究路が整備されている。研究路は湯が沸き立つ2つの噴出孔オナメ・モトメ*1からスタートして、紺屋地獄、マッドポット泥熱泉）が点在する沢、大泥火山、大湯沼など様々な火山活動の様子を約2km、徒歩40分で観察することができる。
　紺屋地獄の泥湯の泥は硫黄や硫化鉄が沈殿したものと岩石の変質物が混合したもので、これが藍色を呈し、その沈殿物の泥が蒸気で時折ボコボコと押し上げている。自然観察研究路を南に向かい沢を少し下ると、大泥火山。もともとは湯沼だったが、沈殿物が圧縮された天然蒸気に間欠的に吹き飛され、堆積して火山のような1~2mほどの小山できたものでこうした泥火山は湯沼式泥火山という。大正期から成長し現在の規模になったとされ、噴出物の温度は94.5℃ある。紺屋地獄から向かって右手奥の高台にある大湯沼は面積約1万m²。東側では水面下に泥火山やマッドポット（泥熱泉）が見られ、西側は活動が活発で水温も83℃と高い。
　自然観察研究路の周辺には硫化ガスに耐えられるイソツツジ、ガンコウラン、シラタマノキ、イオウハナゴケ、キタゴヨウなどの植物も観察できる。