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천연기념물 제224호. 천황산(1,189m) 북쪽 600~750m 기슭에 3면이 절벽으로 둘러싸인 골짜기로, 면적이 약 0.12㎢에 달한다. 더위가 시작되는 6월 중순부터 살얼음이 끼기 시작하여, 8월이면 계곡 바위 틈마다 석류알 같은 얼음이 박히며, 이러한 현상은 9월까지 계속된다. 그러다 처서(處暑)가 지나 찬바람이 불어오면 얼음이 녹고, 겨울이면 바위 틈에서 15℃ 내외의 따뜻한 공기가 새어나오는 이상기온현상이 일어나는 신비로운 골짜기로, 밀양 4대 기적의 하나이다.

골짜기를 이루는 암석은 중생대 말엽에 분출한 안산암으로, 안산암의 많은 틈이 얼음골 생성의 요인이 된다. 이러한 현상이 생기는 이유는 풍혈현상이라 하여 과학적으로 설명되어진다.

더운 바깥 공기가 바위틈의 구멍을 통해 땅속으로 스며들어갈 때 차가운 바위 표면을 스치면서 공기의 온도가 매우 낮아진다. 이렇게 차가워진 공기가 땅속을 흐르는 찬 지하수와 함께 흐르다가 다시 좁은 바위틈으로 나오면서, 높은 바깥 기온에 부딪힐 때 단열냉각현상이 일어나, 그 공기의 온도가 영하로 내려가며 얼음이 맺힌다. 그러므로 외부 온도가 높을수록 얼음이 어는 현상은 더욱더 활발하게 일어난다.

반면에 겨울이면 따뜻한 공기가 나오는 반대 현상이 일어난다.

남명리 민가에서는 계곡의 물을 냉장용수로 사용하고 있으며, 한여름 피서지로 유명하다. 밀양 중심시가지에서 동쪽으로 25㎞ 정도 떨어져 있으며, 울산-창녕을 잇는 국도가 남명리 얼음골 입구를 통과한다. 밀양의 얼음골과 함께 경상북도 의성군 춘산면 빙계리에 있는 빙혈·풍혈과 전라북도 진안군 성수면 좌포리의 풍혈·냉천을 더해 한국 3대 얼음골이라 한다.

냉천은 석간수(石間水)로 3℃의 온도를 항상 유지한다. 냉천에는 여러 성분이 포함되어 있어 위장병·피부병·무좀에 효과가 있다고 알려져 있다. 그밖에 경기도 포천, 충청북도 단양, 강원도 정선, 함경북도 명천 등지에서도 얼음골 현상이 일어난다.