V neskorších sedemdesiatych a skorších osemdesiatych rokoch, multikomponentové geochemické modely boli vyvinuté špeciálne pre štúdium hydrotermálnych systémov s priamou aplikáciou chemických geotermometrov [1]. Tieto štúdie ukazujú, že vzhľadom na zloženie tekutiny, numerické modely by mohli byť použité na výpočet rovnovážnej teploty. Toto multikomponentové priblíženie je výhodnejšie oproti klasickým geotermometrom, pretože sa spolieha na kompletné analýzy tekutín a pevný termodynamický základ, skôr než rozpustnosť niektorých minerálov alebo empirických korelácií. Avšak, pretože metódy multikomponentovej geotermometrie vyžadujú numerický model a prioritné predpoklady týkajúce sa rezervoárových minerálov, tieto metódy sú oveľa menej praktické než klasické geotermometre.

Metóda multikomponentovej geotermometrie vychádza z analýzy čiastkových alebo celkových rovnovážnych stavov minerálnych fáz v geotermálnych vodách. Z termodynamického hľadiska je rovnovážny stav (SI) funkciou iónovej aktivity (Q) a rovnovážnej konštanty (K) minerálu [2].

                                                                SI = log(Q / K)                                                             

Existuje množstvo príkladov, ako geochemické modelovanie berie do úvahy viac minerálnych rovnováh, ktoré môžu byť využité pre odhad teploty v rezervoári. Minerálna rovnováha je kontrolovaná pomocou teploty, tlaku, pH, trvania interakcie voda – hornina [3] a chemické zloženie geotermálnych tekutín je funkciou minerálnych fáz v roztoku [4]. Každá z nich môže byť vyjadrená podsýtením (voda rozpúšťa konkrétny minerál SI < 0), presýtením (voda vyzráža minerál SI > 0) alebo rovnovážnym stavom (voda je v rovnováhe s minerálom SI = 0). Hodnoty Q a K je možné vypočítať pomocou programu WATCH, na základe čoho bolo vypočítané chemické zloženie v prírodných vodách [5]. Pre minerálne látky v rovnováhe s vodnými roztokmi, teplota zodpovedajúca na priesečníku minerálnej rovnováhy a krivky SI = 0 podáva teoreticky rovnovážnu teplotu. Je potrebné zdôrazniť, že ak pomocou klasických geotermometrov dostávame chybné hodnoty a to napríklad, keď sú tekutiny ovplyvnené riedením a stratou plynu počas výstupu na povrch z hlbokých rezervoárov, multikomponentová geotermometria môže ponúknuť podstatné zlepšenie oproti klasickým geotermometrom. To platí aj v prípade, keď geotermálne tekutiny nedosiahnu úplnú chemickú rovnováhu s rezervoárovými minerálmi, čo však neznamená že multikomponentová geotermometria neprináša chybné výsledky.