Температурные измерения в скважинах чаще всего проводят с целью определения геотермического градиента района. Зная величину последнего, можно установить естественную температуру пород для любой заданной глубины, что часто бывает необходимо при решении практических задач, в частности при определении минерализации подземных вод по данным метода сопротивлений. По измерениям температур в условиях неустановившегося теплового режима, нарушенного промывкой скважины, можно изучать тепловые свойства пород (термокаротаж) и на основании этого делать заключение о характере геологического разреза. При помощи температурных наблюдений можно также фиксировать участки скважины, где в затрубном пространстве происходит циркуляция воды.

Измерения температур в скважине осуществляются электрическим термометром сопротивлений с использованием для записи диаграмм обычной каротажной аппаратуры. При его помощи исследования могут проводиться в необсаженных и в обсаженных скважинах, но при обязательном заполнении их раствором.

Определение геотермического градиента возможно только при установившемся тепловом режиме. Геотермический градиент района устанавливается по наклону термограмм. Его величина при прочих равных условиях зависит от литологического характера пород. Чем ниже теплопроводность пород, тем больше для них геотермический градиент. Максимальным геотермическим градиентом характеризуются глинистые породы. При переходе к пескам, песчаникам или известнякам его величина соответственно уменьшается. Самые низкие геотермические градиенты наблюдаются в гидрохимических осадках: ангидритах, гипсах, каменной соли.

Определение затрубного движения воды рекомендуется проводить после промывки скважины, чтобы перед началом замера создать по ее стволу однородные температурные условия. При наличии затрубной циркуляции на термограммах, снятых через некоторый промежуток времени после промывки, на общем фоне постепенно увеличивающихся температур будут наблюдаться аномальные участки с относительно постоянной температурой.