應用于地熱田地質勘查工作的各個階段，主要是：
采取地熱田及其周邊地區的地熱水（井、泉）、常溫地下水、地表水樣進行化驗分析，對比分析彼此的關系；
利用地熱水中特征離子（組分）如氟、二氧化硅等高于常溫地下水的變化與分布規律，圈定地熱異常區的范圍；
測定地熱田內代表性地熱水（井、泉）中穩定同位素（18O、34S、2H）和放射性同位素（3H、14C）含量，推斷地熱水的成因和年齡；
分析研究代表性地熱水（井、泉）中特殊組分（SiO2、K、Na、Mg）等的含量變化，進行溫標計算，推斷深部熱儲溫度；
對地表巖石和鉆孔（井）巖心中的水熱蝕變礦物進行取樣鑒定，分析推斷地熱活動特征及其發展歷史等。

是地熱資源勘查工作的重要組成部分，一般應在地熱田普查階段進行，詳查階段選擇近期有開發利用價值的地段進行。主要是：
圈定地熱蝕變帶、地熱異常范圍和熱儲體的空間分布；
確定地熱田的基底起伏及隱伏斷裂的空間展布，圈定隱伏火成巖體和巖漿房位置；
一般利用地溫勘查圈定地熱異常區；
利用重力法確定地熱田基底起伏（凸起和凹陷）及斷裂構造的空間展布；
利用磁法確定水熱蝕變帶位置和隱伏火成巖體的分布、厚度及其與斷裂帶的關系；
利用電法、α卡、210Po法圈定熱異常和確定熱儲體的范圍、深度；
利用人工地震法準確測定斷裂位置、產狀和熱儲構造；
利用磁大地電流法確定高溫地熱田的巖漿房及熱儲位置與規模；
利用微地震法測定活動斷裂帶。
地球物理勘查成果，是作為地熱鉆探井布置的重要依據。