Das vom Eschersbach durchflossene Brunnental, ein steiles, 60 m tiefes Kerbtal, bildet im Osten den natürlichen Festungsgraben der Stadt. Hier quillt aus unterirdischen Basaltspalten klares Wasser hervor, das sich in zwei Teichen sammelt. Dieses Wasser diente zum einen als Antrieb der sog. „Wasserkunst", d.h. hier gewonnenes Trinkwasser wurde zur Versorgung der Stadt durch ein Pumpwerk nach oben zum Brunnenhäuschen auf dem Berg gepumpt, zum anderen speiste es die Mühlgräben der talabwärts gelegenen Mühlen.

Mit Hilfe dieser „Wasserkunst", einer Kombination von Wasserrädern und Übertragungsgestängen, bezog Grünberg seit 1419 Quellwasser aus dem Brunnental.

Der älteste Teil dieser im 19. Jahrhundert erneuerten, aus drei oberirdischen Gebäuden und einem Erdbehälter bestehenden Anlage ist das hinter dem neueren Maschinenhaus gelegene sog. „Brunnenhaus im Tale". Das mit einem kreisrunden Okulus versehene Bruchsteingebäude enthält im Inneren eine Spitztonne. Seine technische Ausstattung geht auf das Jahr 1854 zurück. Damals lieferte die Firma J.W. Buderus Söhne, Friedrichshütte bei Laubach, ein 5,30 m großes gusseisernes Wasserrad, ein Pumpwerk und neue Steigröhren. Das originale, noch betriebene Wasserrad ist mit Einlaufrinnen und Zahnrad erhalten. Ebenfalls 1854 entstand das in einigem Abstand weiter nordöstlich gelegene, halb unter der Erde liegende Lungsteingebäude, das mit einem rundbogigen Portal und mit einer durch aufwändiges Beschlagwerk verzierten Tür versehen ist. Das größte und am weitesten südlich gelegene Gebäude ist das Maschinenhaus. Es ist auf einem T-förmigen Grundriss in mit Werkstein versetztem Natursteinmauerwerk errichtet. Außer relativ großen, gewändeten Fenstern besitzt es in Sandstein gefasste Okuli, eine mittig im Vorbau platzierte Eingangstür mit aufwändigem Beschlagwerk und eine Inschrifttafel mit folgendem Text: „WASSERWERK GRÜNBERG 18 HESSEN 95". Einschließlich der offenen, zum Teil gefassten Gräben, der Teiche sowie des ab 1901 angelegten, von Mauerzügen und Treppen durchzogenen Wegenetzes ist die Anlage ein orts- und technikgeschichtlich bedeutsames Ensemble und steht als Sachgesamtheit unter Schutz.