Римският град Диоклецианополис (дн. гр. Хисаря), основан от император Диоклециан през 293 г. е бил третият по големина град в провинция Тракия след градовете Филипополис (Пловдив) и Берое (Стара Загора). Богатото термоминерално находище при дн. гр. Хисаря е определило още от най-древни времена лечебно-възстановителния характер на Диоклецианополис. То е било и основната причина градът да се развие и превърне в най-големия балнеолечебен център в Източнобалканските римски провинции.

През античността, както и днес, минералните извори са били едни от най-оживените места. Около тях са се събирали много хора, които с наслада и на бавни глътки са отпивали от целебния еликсир. Неслучайно на това място са били съсредоточени най-атрактивните постройки от архитектурата на античния град – терми (бани), монументална двуетажна обществена сграда (резиденция).

От текста на един надпис на латински език, произхождащ от Хисаря, научаваме, че още през 135-136 г. по нареждане на император Хадриан, мястото около минералните извори е било обявено за императорско владение (Аugusta). Резултатите от археологическите проучвания на римските терми в парк „Момина сълза” показват, че началото на тяхното изграждане вероятно е било поставено в средата на ІІ в. Тогава те са изпълнявали функцията и на светилище (нимфеум). По това време са построени западният caldarium, преддверието южно от него и главният вход, който се е състоял най-малко от два прохода, завършващи във височина с арки.

Към края на II в. и началото на III в. термите са били разширени в източна посока, където са били построени нови три помещения. От тях са разкрити още един caldarium с три басейна и северно от него  едно голямо помещение със значение на tepidarium (помещение с топъл въздух, в което тялото се е подготвяло за водните процедури).

През ІV в. на запад допълнително е била изградена друга масивна банска постройка. Пак по това време, термите са били разширени и в южна посока, където са разкрити части от зидовете на голямо, все още непроучено помещение. По този начин през ІV в. в завършен вид термалният комплекс е имал застроена площ от около 3 дка.

Археологическите находки, намерени по време на разкопките на термите (оброчни плочи на нимфите с посветителни надписи), архитектурни детайли от мраморната подова и стенна облицовка, мраморната лъвска глава и др. са експонирани в Археологическия музей.

Римските терми в Хисаря са едни от малкото известни термални римски бани в Европа.