Termomineralni izvori Trepčanske banje spadaju u najbolje proučavane u našoj zemlji.

Prvo ispitivanje fizičko-hemijskih svojstava vode izvršili su 1904. godine dr M. Nikolić i dr A. Zege. Mineralni izvori Trepčanske banje vezani su za duboku rasednu liniju i javljaju se u dužini od nepunih 100 metara, na desnoj obali klisuraste doline Besnog potoka, u podnožju šumovitih ogranaka planina Vujna i Bukovika.

Izvori su dosta jaki i po sastavu vrlo slični. Temperatura vode je 29,8°C.

Trepčanska banja sadrži retke mikroelemente koji su poznati po aktivnom biološkom dejstvu na čovečiji organizam. Gornja Trepča se nalazi u širem području koje obiluje najpoznatijim banjama (Vrnjačka, Mataruška, Bogutovačka, Ovčar banja, i dr.) ne samo u našoj zemlji nego i u Evropi. Velika komparativna prednost Gornje Trepče je što mali broj termomineralnih izvora u Srbiji ima radioaktivna svojstva, a to će, najverovatnije biti presudno za dalji razvoj banje.

Utvrđeno je da je voda mineralnih izvora Gornje Trepče blago radio-aktivna, jer pored uobičajenih minerala kalijuma (K), kalcijuma (Ca), natrijuma (Na), hlora (Cl), barijuma (Ba), gvožđa (Fe), srebra (Ag), mangana (Mn), aluminijuma (Al), olova (Pb), hroma (Cr), nikla (Ni), bakra (Cu), sumpora (S) i drugih, sadrži i veoma retkih, gotovo nepoznatih elemenata kao što su: Cezijum, rubidijum, stroncijum, litijum, kobalt, vanadijum, titan, uran, radon i radijum.

Zahvaljujući sadržaju nabrojanih retkih elemenata Gornja Trepča je i dobila naziv "Atomska banja". U njoj je prvi put u termalnim vodama otkriven cezijum.

Veoma je srećna okolnost da su odnosi elemenata u termalnim izvorima vrlo povoljni i da je radioaktivnost mala (visoko radioaktivne vode su štetne za ljudski organizam).

Maksimalan sadržaj radona iznosi od 3,3 do 7,7 Manheovih jedinica. Verovatno da se u povoljnom odnosu elemenata u termomineralnim vodama i krije tajna ozdravljenja mnogobrojnih bolesnika.

Iz literature je poznato da cezijum doprinosi lečenju nervnog sistema, epilepsije i reguliše krvni pritisak. Litijum, rubidijum i stroncijum deluju na nervni sistem, ali i na reumatična oboljenja. Stroncijum je neophodan sastojak za srašćivanje kostiju posle preloma. Veliku ulogu ima u rastu koštanog tkiva, naročito u poslednjem stadijumu razvića ploda. Kod rahitičnih bolesnika utvrđen je nedostatak stroncijuma u koštanom tkivu.

U odnosu na termalnu vodu humusi, gline i stene sadrže više litijuma za oko 2000 puta, rubidijuma 4000 puta, stroncijuma oko 3000 puta i cezijuma 150 puta.

Posle ovog otkrića u Gornjoj Trepči za lečenje, pored termomineralne vode, na osnovu preporuke medicinskih stručnjaka, koriste se i peloidi - lekovito mineralno blato, koje se spravlja mešanjem humusa i termomineralne vode. Bolesnici se u Gornjoj Trepči kupaju dva puta dnevno, izuzetak predstavljaju samo oni pacijenti kojima lekar odredi jedno kupanje na dan, usled kontraindikacija.

Stručnjaci "Instituta za nuklearne sirovine", na osnovu analize sadržaja H2S komponente u termalnim vodama Gornje Trepče, utvrdili su da se one ne mogu svrstati u slabo sumporovite, kako je to ranije uvek činjeno, već da pripadaju tipu hidrokarbonatnih zemno-alkalnih voda.

Vrednost PH kreće se između 7,4 - 7,5 te se radi o vodama slabo alkalnog karaktera.

Termomineralna voda je juvenilna, što znači da ne postoji opasnost da se vremenom iscrpi. Temperatura vode i njen sastav su konstantni, što obezbeđuje permanentnu lekovitost, jer voda prolazi radioaktivne stene.

Geohemijski sastav mineralne vode u Gornjoj Trepči prilikom flaširanja i transporta ostaje trajan i međusobni odnosi elemenata se ne menjaju. Naravno, radioaktivnost vremenom opada, kao i u svim drugim slučajevima.