Uma fonte termal funciona descarregando do subsolo. A água de uma fonte termal é aquecida por material de rocha derretida que está resfriando e se solidificando no subsolo.
Toda a água que vem de uma fonte termal é aquecida pelo calor geotérmico ou pelo calor que vem diretamente do manto terrestre. A temperatura das rochas dentro da Terra aumenta quanto mais fundo ela vai. Isso significa que à medida que a água atinge as profundezas da Terra, ela se torna mais quente devido ao contato com as rochas. Esta situação descreve apenas fontes termais que não estão perto de vulcões ativos.
De acordo com o HowStuffWorks, a maioria das fontes termais estão localizadas em locais onde há ou houve atividade vulcânica. Para as fontes termais localizadas perto de vulcões, como a do Parque Nacional de Yellowstone, a água é aquecida pelo contato com o magma. Em algumas situações, a água fica aquecida a ponto de começar a ferver ou ficar superaquecida. Nesses casos, a pressão do vapor pode aumentar e explodir acima da superfície da Terra. Quando a água quente entra em erupção dessa maneira, é chamada de gêiser.
A temperatura de uma fonte termal varia. Algumas nascentes têm águas muito mais frias, por isso são identificadas como fontes quentes.