Марголинский ключ — это природный источник, относящийся к группе родников, образовавшихся в результате вскрытия оврагом второго меж моренного водоносного горизонта, подчинённого песчано-гравийным отложениям. В начале XX века источник был каптирован, и его вода по трубам самотёком поступала в специально устроенные резервуары, откуда насосами закачивалась в городской водопровод. В течение нескольких десятилетий ключи обеспечивали водоснабжение города, а позднее их вода использовалась жителями прилегающих улиц.
Родник обустроен: у выхода трубы из камня сложена стенка и оборудована площадка с бортиком, а к источнику ведут ступени, хотя они частично разрушены. Вода из Марголинского ключа пригодна для питья и продолжает использоваться местными жителями.

Родник находится на Смоленско-Московской возвышенности, для которой характерен холмисто-волнистый рельеф с развитой эрозионной сетью. Источник расположен в донном (врезанном) овраге, образовавшемся на дне более крупной балки «Волок» — правого отрога оврага «Рачевка» (в народе — «Чертов ров»).
Абсолютные высоты в районе: 190–220 м над уровнем моря, с перепадами до 30–40 м в пределах овражной системы.
Это уникальный гидрологический объект в черте Смоленска, сочетающий природную ценность с богатой историей городского водоснабжения.
Несмотря на антропогенную нагрузку, Марголинские ключи сохраняют хорошее качество воды и остаются важным локальным источником для жителей прилегающих улиц. Для сохранения памятника природы рекомендуется проведение мероприятий по благоустройству территории и экологическому мониторингу качества воды.

Хорошие показатели по химическому составу; нитраты в пределах нормы. В настоящее время вода источника остаётся чистой, прозрачной, без цвета и запаха, приятной на вкус.