西藏南北地堑系位于地中海—喜马拉雅地热带核心部位，其间发育了众多高温地热系统。然而，地堑系控制的地热系统流体地球化学演化特征及热储分布规律仍不清楚。对申扎—定结、亚东—谷露和错那—沃卡3个典型地堑系内15个地热系统通过地质调查、水文地球化学采样测试并结合258个热泉文献数据，分析了地热水地球化学演化过程，估算了各个地热田不同储层温度。结果表明：（1）研究区北部地热水主要为HCO₃-Na和Cl-Na型，南部为Cl-Na型，水化学类型差异受流体循环深度、冷热水混合比例、水-岩相互作用和矿物溶解沉淀等过程控制；（2）研究区北部地热水补给源为大气降水、冰雪融水和深部岩浆水，而南部则为大气降水和冰雪融水补给为主；（3）地热田储层温度在平面上整体表现为北高南低且亚东—谷露地堑温度相对较高；垂向上表现为北部2个高温热储（储层温度180～220℃和240～300℃）和1个中温热储（100～140℃），而南部为2个高温热储（150～180℃和240～260℃）。研究结果对理解藏南地堑系高温地热系统成因机制及指导地热资源开发利用具有重要意义。