این چشمه در همسایگی ابن بابویه، برج طغرل، دژ رشکان و در زیر باروی شهر ری واقع شده است.
قدمت چشمه علی به حدود ۸۰۰۰ سال پیش بر می‌گردد؛ زمانی که نخستین اجتماع در کنار چشمه‌ای دایمی واقع بربالای تپه‌ای گرد آمدند.
نخستین نشانه‌های تمدن در چشمه علی، که شامل تپه باستانی، برج و باروهای قدیمی ری و چشمه زیرزمینی است، مربوط به تولید سفالینه‌های سرخ رنگ با نقش‌های سیاه یا قهوه‌ای سیر و تصاویری که بر آن نقش شده می باشد.
چشمه علی به عنوان یک منطقه طبیعی شناخته شده است. برج و باروهای آن در هنگام استحکام به 4 تا 5 متر می‌رسید و سوراخ‌های دیده‌بانی و آتش‌دان داشته است که هنوز هم آثار آن باقی مانده است.
وجود نقش برجسته‌ای از فتح علیشاه، در حال تاج‌گذاری، بر صخره مسلط بر آب‌های چشمه‌علی از ویژگی‌های منطقه است و آن را نباید با نقش برجسته‌ای که همین پادشاه را سوار بر اسب و در حال شکار نشان می‌دهد اشتباه کرد. قبلاً این نقش برجسته متعلق به دوران ساسانی‌ها بوده است.
نام چشمه به امام اول شیعیان باز می‌گردد که ساکنان اطراف آن در دوران اسلام بر آن نهادند. اما ایرانیان باستان این چشمه را سورنا می‌نامیدند؛ زیرا در کنار معبد آناهیتا قرار داشته است.
تا قبل از سال 1319 که اولین استخر تهران شروع به کار کرد مردم از چشمه علی برای آب‌تنی استفاده می‌کردند. بعدها چشمه علی مکانی برای قالیشویی ساکنان اطراف چشمه گردید