Temperatura panująca w zbiorniku wody termalnej (wody termalne) może być oszacowana na podstawie składu chemicznego tej wody badanego w pobliżu powierzchni ziemi. U podstawy stosowania g.ch. leży założenie, że rozpuszczone w wodzie składniki minerałów budujących skały zbiornika znajdują się w równowadze chemicznej z tymi minerałami i że na trasie od zbiornika ku powierzchni nie nastąpiło zaburzenie tej równowagi. Najprostszym i najwcześniej zastosowanym g.ch. jest geotermometr krzemionkowy oparty na zależności od temperatury rozpuszczalności minerałów zbudowanych z krzemionki (kwarc, chalcedon, krzemionka bezpostaciowa). Inne g.ch. oparte są na stosunkach kationów zawartych w wodzie termalnej, np. Na/K, Na/Ca/Mg, Na/Li, Mg/Li. Często g.ch. dają wyniki rozbieżne, co może być spowodowane błędami w analizach wody (w szczególności w oznaczeniu glinu), nie do końca osiągniętą równowagą chemiczną między wodą a skałami oraz wieloma innymi przyczynami. Z reguły oceny temperatury zbiornika dokonuje się na podstawie kilku g.ch. dla osiągnięcia najbardziej prawdopodobnego wyniku. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa].