Горячие подземные воды содержат самые разнообразные химические элементы и вещества в растворенном состоянии. Высокие температуры и наличие силикагеля повышают "емкость" такого раствора. Для геотерм обычны сера, углерод, свинец, натрий, хлор, барий, вольфрам, мышьяк, йод, бром. Встречаются редкие, редкоземельные, благородные металлы, радиоактивные элементы. Термальные воды могут содержать много растворенного углекислого газа и сероводорода, соляную, кремниевую, борную и другие кислоты, опасный газ фенол и множество других как безопасных, так и вредных для человека и окружающей среды веществ.