黔东北是贵州省中低温地热水赋存最为丰富的区域，系统研究地热水水文地球化学特征以及地热水来源，对开发利用及保护地热水资源具有十分重要的意义。在充分了解黔东北地区地热地质条件的基础上，采集区内15组地热水进行水化学全分析、收集12组地热水氢氧同位素和3组地热水碳同位素数据，得到了该区地热水的水化学特征和同位素特征，分析出地热水的补给来源，估算了地热水的补给高程、补给温度、热储温度、循环深度以及冷水混入比例。结果表明：受地形地貌及地质构造的影响，该区地热水总体由南向北径流，水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg、HCO₃ -Ca·Mg、HCO₃-Na、SO₄-Ca·Mg及SO₄-Ca型，有益元素主要有F^-和H₂SiO₃，沿径流方向地热水呈现pH降低、TDS增加的趋势，水化学类型则由重碳酸盐型水变为硫酸盐型水；同位素分析结果表明，该区地热水补给源为大气降水，补给区为海拔1500～2000m的梵净山地区，地热水年龄为6400～11570±560a，补给时的年平均气温7.0～9.1 ℃；选用二氧化硅温标及lg（Q/K）-T法估算热储温度为45.0～107.0 ℃，地热水循环深度1000～3000m；硅-焓混合模型估算地热水混合前的热储温度极大值为110～200 ℃，地热水在上升过程中受浅部冷水混合，冷水混入比例50%～90%。