La geotermia, que consiste en utilizar el calor natural del subsuelo para producir energía, es una forma de energía renovable esencial para la transición energética. El potencial geotérmico de Perú es notable, aunque infraexplotado, y está vinculado principalmente a las altas temperaturas asociadas a los volcanes, algunos de los cuales se encuentran a gran distancia de las zonas residenciales. La exploración de contextos geológicos innovadores, ligados a la presencia de fallas y a una fuerte topografía, es necesaria para aumentar el potencial geotérmico de Perú, sobre todo cerca de las zonas necesitadas. Esta tesis propone caracterizar los contextos de surgencia de las fuentes termales asociadas a la fuerte topografía, a una red de fallas y a los volcanes cercanos a la ciudad de Arequipa. El objetivo es determinar las influencias relativas de estos diferentes elementos en el origen, calentamiento y transporte de fluidos hidrotermales y revelar la distribución de anomalías térmicas en la corteza asociadas a estas circulaciones. Este trabajo se basará en la teledetección y la cartografía sobre el terreno de manantiales termales, redes de fallas y fracturas y zonas de alteración que revelan la circulación de fluidos antiguos. Los análisis de laboratorio de los fluidos hidrotermales, las rocas de falla y los minerales de alteración revelarán la historia de estos fluidos hidrotermales, desde su origen hasta la superficie, incluidas las interacciones fluido-roca. Por último, todos los datos estructurales se utilizarán para producir un modelo hidro-termodinámico en 3D que acoplará la Ley de Darcy y la Ecuación del Calor con el fin de visualizar las trayectorias seguidas por los fluidos hidrotermales y revelar la extensión espacial de las anomalías térmicas asociadas cerca de la ciudad de Arequipa. Este trabajo será publicado en revistas internacionales en inglés y presentado en conferencias internacionales. Esta tesis reforzará la colaboración internacional ya iniciada entre Perú y Francia, en el Perú se realizará el trabajo de campo, y en Francia, se llevará a cabo la modelización digital. Contribuirá a un mejor conocimiento de los recursos termales de la región de Arequipa, que podrían utilizarse tanto con fines energéticos como patrimoniales y turísticos.