O grande elemento diferenciador das Termas é as características das suas águas. Uma água mineral natural, vulgarmente designada por água termal, tem propriedades terapêuticas com efeitos favoráveis à saúde devido às particularidades da sua composição físico-química. Este tipo de água é bacteriologicamente pura, circula a grande profundidade e a sua composição química é estável. A pureza bacteriológica é garantida através do controle analítico nas diferentes captações, toda a circulação é feita em tubagem de aço inox com soldaduras lisas de forma a evitar o alojamento de impureza e toda a água consumida pelos aquistas obedece a um rigoroso programa de analises coordenado pela Direcção Geral de Saúde.

A riqueza da composição química da água termal deve-se à sua circulação no subsolo a grande profundidade e a uma velocidade muito lenta, normalmente na ordem dos escassos metros por ano. A água vai reagindo com o meio e vai absorvendo elementos das rochas, verificando-se uma evolução na sua composição físico-química. São estes elementos que conferem propriedades terapêuticas às aguas minerais naturais e que estão na base da actividade termal. As virtualidades das águas de Caldelas, já utilizadas pelos Romanos, foram analisadas por Charles Lepierre em 1921, o qual as considerou como “tipo único e inconfundível entre todas as águas medicinais”.