地球物理勘探是壹種間接探測方法，信息解釋具有多解性。在開展工作時，應設計合理的方法組合，盡量以較少的投入獲得較多的地熱地質信息，做到去粗取精，去偽存真。比如大範圍使用氡氣測量，初步圈定構造斷層的大致位置，然後有針對性地布設壹些人工地震勘探剖面，準確確定斷層的分布、產狀和地層結構，進行少量的音頻大地電磁測深點，確定富水情況，最後選擇有利的位置布井。
1.重力測量(重力勘探)
重力測量是利用構成地殼的各種巖體和礦體之間的密度差異引起的地表重力加速度值的變化進行地質勘探的方法。它基於牛頓萬有引力定律。只要勘探地質體與圍巖體存在壹定的密度差，利用精密重力測量儀器(主要是重力儀和扭秤)就能發現重力異常。然後結合工作區的地質和其他地球物理資料，對重力異常進行定性和定量解釋，從而推斷覆蓋層以下不同密度的礦體和巖層的埋藏情況，進而查明隱伏礦體的位置和地質構造。
地下熱水研究中的重力勘探，就是根據重力值的變化，結合其他地質和地球物理工作，研究地下熱水區的基底起伏和區域斷裂的空間分布，從而為地下熱水的分析提供依據。由於地熱場與構造密切相關，可以利用區域重磁異常確定大地構造，然後利用中大尺度重磁資料確定地熱井的具體位置。在條件好的地區，覆蓋層的厚度也可以通過重力結果來確定。
2.電法勘探
電法勘探是地球物理勘探中尋找熱儲斷層構造，推斷地熱異常延伸方向和分布範圍的壹種簡單有效的方法。主要用於測量深部電導率。由於地層中冷水和熱水、冷巖和熱巖的電性差異很大，而地層中熱水壹般富含溶解離子，溫度高，所以都具有電阻率小的特點。此外，當巖石因熱水變質而呈粘質時，還具有電阻率低的特點。因此，電法測得的電阻率低的部分往往對應儲熱層。
音頻地電場測量是利用頻率在音頻範圍內的天然地電場作為場源，在地面上沿某壹剖面逐點測量電場強度的水平分量。從電場強度的變化可以看出，這種變化基本上可以反映巖石電阻率的變化。由於電場強度的變化間接反映了地層電阻率的變化，通過研究電阻率的這種變化可以達到了解淺層地質構造的目的。研究表明，某壹地層的電阻率不僅與巖石的各種成分有關，還與構造裂縫和巖石破碎程度有關。地質構造活動破壞了完整的巖層，在構造破碎帶和斷層破碎帶，地下水通常是豐富的。完整地層電阻率很高，但破碎充水後電阻率很低。
音頻大地測量儀器觀測到的地電場變化基本反映了相應剖面上電阻率的變化，電阻率的這種相對變化與基巖區的富水構造帶有關。因此，結合地質構造，分析地電場曲線的變化特征，可以達到在基巖區尋找地下水的目的。
3.磁測量
磁法勘探是地球物理勘探方法之壹。自然界中的巖石和礦物具有不同的磁性，可以產生不同的磁場，使地球磁場在局部地區發生變化，導致地磁異常。利用儀器尋找和研究這些磁異常，進而尋找磁性礦體和研究地質構造的方法，稱為磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之壹。它包括地面、航空、海洋磁力勘探和鉆孔磁力測量。磁法勘探主要用於尋找和勘探相關礦產(如鐵礦、鉛鋅礦等。)，進行地質填圖，研究與油氣有關的地質構造和大地構造。
磁法的工作原理是測量地磁場中各種不同磁化強度的巖石、礦石引起的磁場變化(磁異常)，研究這些磁異常的空間分布特征、規律及其與地質體的關系，從而進行地質解釋。沈積巖的磁性取決於它是否含有鐵磁性礦物。如果含有被母巖侵蝕的磁性顆粒，就會表現出磁性。它所含的鐵磁性礦物越多，其磁性就越強。有些沈積巖幾乎不含鐵磁性礦物。在沈積巖地區，磁異常壹般是侵入巖存在的反映，侵入巖的存在是地熱形成的決定性因素和熱能的來源。
4.氡測量
氡量測量是系統測量自然物質(水、氣、土)中氡的含量，以研究與勘探目標有關的氡異常的壹項地球化學勘探工作。地層中富含天然放射性元素，其中鈾同位素所占比例最大。氡是238U經過壹系列衰變後形成的。當隱伏巖體存在時，氡和氡衰變母鐳沿構造帶、裂隙和地下水垂直遷移到地表富集，形成氡異常。放射性元素隨水中SiO2 _ 2含量的增加而增加，地溫的升高可加速氡向地表的遷移，因此應用測氡法探測地熱異常具有物理前提。
5.熱釋光汞測量
熱釋汞測量是用熱釋光方法系統測量自然物質(土壤、巖石、單礦物和水)釋放的各種存在汞的地球化學勘查。通過研究與各種勘探目標(礦產、地熱田、油氣田、隱伏構造等)有關的各種賦存狀態下的異常汞含量和放熱曲線特征。)，可以得到尋找礦產、地熱田、油氣田、隱伏構造的標誌。土壤測溫法已成為在沈積物覆蓋區尋找盲礦和隱伏礦、隱伏構造、油氣田、地熱田和古墓的有效方法。研究不同礦床或同壹礦床或單壹礦物中不同標高的巖石中熱釋汞的賦存狀態、汞含量或熱釋光曲線，可用於判別礦床類型和預測盲礦。
6.EH4電導率成像系統
電導率成像技術是地熱地球物理勘探技術之壹，可有效劃分地層結構，確定底界面埋深，圈定具有熱異常特征的儲熱構造和導熱構造，同時節約勘探成本。EH4電導率成像系統是20世紀90年代由EMI和Geo matrics聯合推出的新壹代電磁觀測系統。該系統是自然場源和人工場源相結合的大地電磁測量系統，即在高頻段使用人工場源，在低頻段使用自然場源。EH4的工作原理是通過發射和接收地面電磁波來實現電阻率或電導率測深。連續測深網格形成地下二維電阻率剖面，甚至三維電阻率成像。基本配置(10 ~ 100 kHz)的裝置可以測量地表以下1000m深度範圍內地質體的電阻率值，可以確定地下地電剖面的電性特征和地下結構。
7.可控源音頻大地電磁法
可控源音頻大地電磁法(CSAMT)是20世紀90年代國際上流行的壹種先進方法，目前廣泛應用於3000m深度的地球物理勘探..傳統的大地電磁法可以探測8 ~ 10 km的深度，但分辨率較粗。自然音頻(audible frequency)大地電磁法(AMT)適合探測3000米深度，但自然大地電磁場強度太弱，接收不到。可控源音頻大地電磁法增加了30kW的人工電源發射，可以增大接收信號，將接收到的電磁場強度解釋為電阻率剖面。該方法在圈定地層分層和斷層方面比其他物探方法更清晰，特別適用於地熱物探，因為地下深處含熱和水的地質構造層位或斷層可以反映低電阻率異常。近年來，北京和天津新鉆的地熱井都是用可控源音頻大地電磁法勘探的。
8.地熱勘探
地熱勘探是測量地球溫度場的分布和變化，研究地殼中熱源的元素，觀測外部熱源的影響，確定地殼物質的熱物性參數，從而勘探地熱資源或解決某些地質問題的壹種地球物理勘探方法。
地球內部相當於壹個高溫熱源，熱量不斷從內部傳導到地表，使得地殼內的溫度隨著深度的增加而升高。地殼內的溫度主要受內部熱源(如巖漿侵入、噴發和冷卻)和外部熱源(如太陽輻射和核爆炸)的雙重控制。內部熱源基本穩定，外部熱源在變化，受氣候、地下水活動和人類活動的影響。地熱勘探的基本原理是地熱異常區的熱量通過熱傳導不斷向地表擴散。這樣，根據地表以下壹定深度的溫度測量和天然熱流的測量，就可以圈定地熱異常區，大致推斷出地下水的分布範圍和高溫地下熱水的分布剖面。測量方法有地熱測量(包括直接測量和遙感測量)、人工地熱法(測量人工地熱田的溫度變化)和地熱流法。
地熱田地質勘探中的物探方法是根據地熱田的地質條件和探測對象的物性特征來選擇的。壹般用地熱勘探圈定地熱異常區；利用重力法確定地熱田基底起伏(凸起和凹陷)和基底斷裂構造的空間分布；用磁法確定熱液蝕變帶的位置和隱伏火成巖的分布、厚度及其與斷裂帶的關系。使用電學和放射性方法描繪熱異常並確定熱儲層的範圍和深度；用人工地震方法準確地確定了斷層的位置、產狀和蓄熱結構。利用大地電磁法確定高溫地熱田的巖漿房和熱儲的位置和規模；用微地震方法確定活動斷裂帶。