As fontes termais são criadas à medida que a água penetra na superfície da terra e é aquecida geotermicamente. A pressão da terra força a água aquecida a subir à superfície como uma fonte termal.
As fontes termais são geralmente aquecidas pelo calor geotérmico do manto terrestre. A temperatura das rochas sob a terra geralmente aumenta com a profundidade. Se a água se infiltrar profundamente o suficiente, ela será aquecida por rochas quentes antes de emergir novamente na superfície como uma fonte termal. Em áreas vulcânicas, as fontes termais são aquecidas depois que a água entra em contato com depósitos subterrâneos de magma. Às vezes, depois de entrar em contato com o magma, a temperatura da água pode subir a tal ponto que um gêiser ou fumarola é criado.
As fontes termais em áreas vulcânicas geralmente se aproximam do ponto de ebulição. Como tal, essas fontes aquecidas por magma podem ser extremamente perigosas e às vezes mortais. Em áreas montanhosas, como as Montanhas Rochosas americanas, a chuva cai nos picos e se infiltra em rochas sedimentares porosas. Conforme a água passa pelas rochas, ela coleta uma variedade de componentes minerais. Uma vez que a água aquecida pode reter mais sólidos dissolvidos, a água rica em minerais das fontes termais costuma ser considerada terapêutica. No entanto, as fontes termais também podem ser um local de procriação de organismos perigosos ou infecciosos chamados termófilos.