这是一首山水诗。作为一首较为工整的五律，此诗的内容组合与行文结构颇具特色。首联叙事点题，紧扣“泉”字，起得平和自然。静寂的深山里，一股清泉徐徐流动，给这僻远之所平添一活气；面对此番景象，诗人真想问山泉有无一个让人记得住的名字，可是无从知晓。其既惊喜又遗憾的心情充溢于字里行间。颔联承接上文，从正面立意，描绘山泉的出俗形象。诗人从广阔的立体空间着笔，生动地摹绘出山泉的澄澈与灵动：它流淌在平地之时，恰似一面新亮的镜子将蔚蓝的天宇尽映水底；它飞泻于山下之际，又如潇潇春雨般泼洒半空，煞是壮观。此联取景清晰，摹象精致，对仗谨严，通过大胆的想象，细腻的刻画，把飘逸的山泉的形象描绘得生动可感。颈联从反面角度立意，转写山泉遭遇冷落的境况：尽管山泉清净而鲜活，可是当它流入深涧，水满溢出，分引到小池的时候，山泉原先的那种清澄和，那种灵气，被这窒息的环境遮盖了，仿佛有谁不愿意看到山泉的“映地”“飞空”。这些描写，意在为后文蓄势。尾联关合全诗，由叙而议，点明诗旨：山泉的“恬淡”无人关注，可它仍然年复一年，自洁自清，保持着一尘不染的秉性。
《咏山泉》作为一首别致的山水诗，其独特的艺术技巧可与王维的《山居秋暝》相媲美：全诗形象生动，画面清新鲜丽，诗人既泼墨渲染，又精雕细刻，把清泠丰溢的山间清泉逼真地展示于读者面前。《咏山泉》又是一首有所寄托的咏物诗——作品采用拟人手法，寓情于景，写山泉的“不知名”，说山泉的“无人问”；写山泉的“恬淡”，说山泉的“长自清”这一切，都在暗示人们：山泉即诗人自己，山泉的特点即诗人要追求的个性，其崇尚恬淡自然、飘逸出俗的高洁境界了了可观，耐人回味。总之，咏山泉与明心志的高度和谐统一，使此诗“格高调逸，趣远情深，削尽常言”（殷璠《河岳英灵集》）。
此诗的前二句就为全诗奠定了感情基调：愁怨忧思。娄图南常年飘零在外，羁旅天涯，今又客居他乡，难免不生愁绪。这一“思”一“愁”，既抒发了情感，又点明了娄的部分病因。三、四句“梦绕羽人丘”，进一步剖析娄病的主要原因。原来，娄整日魂牵梦绕的是如何入道，虽然被称为“居士”，也“将入道”，但终究还没有入道，个中滋味，常人很难了解，只有诗人深谙其中奥秘。诗的前四句，诗人不仅摹写其状，更主要的是通过娄病这一情形的描摹观照娄的内心，为下文劝勉娄图南做了铺垫。
诗的五、六句为诗人劝勉之句。娄图南甘于清贫，乐于求道，并为入道孜孜以求，文才“传咏都中”之名已丧失殆尽。要想找回“遗名”，诗人给他指出一条正确的途径：“得自求”。两句中一“怜”一“得”，表明了诗人鲜明的态度。诗人在《娄图南秀才游淮南将入道序》中指出：“（娄）为处士，吾以为非时也……以图寿为道，又非吾之所谓道也。”并针对娄图南“以呼嘘为食，咀嚼为神，无事为闲，不死为生”之道，发出激问：“……其于道何如也？”
“壁空残月曙，门掩候虫秋”两句，勾画了一幅独守残月空壁、候虫入室长鸣的清幽愁伤的楚地秋夜图：天上悬挂着弯弯残月，透着星许亮光。月光下，寺院幽寂，寺门虚掩，石壁空空，秋虫“唧唧”。这里有残月的微光，秋虫的长鸣，声光俱见，情景交融。此情此景，不禁使人愁肠百结、思绪绵绵。这两句历来被后来的诗人学者所推崇。
诗的最后四句既是劝慰之句，又是抒怀之言。作为朋友，应礼尚往来。娄图南“委以双金”，诗人却很难酬以杂佩。这当然是诗人的谦逊之辞。对娄一心只想羽人飞天，诗人郑重指出：“碧霄无枉路”，意即无碧天云霄的来去之路，求道的结果也只会是“徒此助离忧”，奉劝娄不要继续迷恋于入道，应清醒过来，奉行“君子之道”。
全诗以“愁思”开头，以“离忧”结尾。从表面上看，诗人是写娄图南的忧愁情怀。其实只要联系柳宗元贬永十年的非凡遭遇，就不难发现，诗人也是在抒写自己的“愁思”、“离忧”。