В статье представлены результаты многолетних комплексных геохимических и геофизических исследований по материалам, собранным в кальдере вулкана Головнина. Обсуждаются особенности химического состава термальных растворов и конденсатов. Представлена интерпретация геофизических разрезов, включающих зоны разгрузки активных газогидротерм, с точки зрения формирования химического состава фумарольных газов и термальных растворов. На основе всего фактического материала подобран количественный состав взаимодействующих сред, построены физико-химические модели. На основании моделей и результатов изучения подповерхностного пространства термальных полей предложены наиболее вероятные физико-химические условия подъема флюида на поверхность.