溫泉在觀光資源上佔有重要地位,桃園擁有不錯的溫泉資源,可分為城市型溫泉和山岳型溫泉兩大類,城市型溫泉主要是集中在飯店內,如中壢南方莊園,是桃園第一家取得溫泉標章的飯店,對溫泉的應用也達到極致,楊梅東森山林渡假酒店同屬人工開鑿再引流的溫泉,也具有完整的溫泉設施,另外位處石門水庫附近的石門山溫泉會館,溫泉水也是鑽探取得,但只有泡湯不提供餐飲住宿。

山岳型溫泉則分布於北橫公路沿線上,集中於羅浮和爺亨兩處,是以自然湧泉為主,其中的羅浮溫泉已發展為泰雅故事公園,是市政府積極建設的溫泉重點,爺亨溫泉海拔最高,離城市較遠,但泉質極為優良,另外還有兩處野溪型溫泉嘎拉賀溫泉與四稜溫泉,但因交通不便,探訪不易,較少人前往。桃園溫泉的泉質都屬台灣常見的碳酸氫鹽泉系列。