Este artigo possui como proposta avaliar a fonte de água termal no município de Mossoró, Rio Grande do Norte, Brasil, águas termais que são utilizadas como recurso turístico desde o final dos anos 1970. Para isso se propõe ao desenvolvimento e utilização de uma abordagem metodológica, elaborada com o objetivo de abarcar, através dos Valores Científico, Estético, Sociocultural e Turístico, o valor patrimonial do Patrimônio Hidrológico. Como resultado da aplicação da proposta metodológica, identificou-se para a fonte de água termal de Mossoró alto valor nos critérios Científico, Sociocultural e Turístico, indicando assim, sua singularidade e relevância para o contexto em que se insere, além de demonstrar coerência da metodologia como ferramenta prática de análise. O fato de o sítio ter alcançado valoração suficiente para ser considerado local de relevância, não apenas no Valor Turístico, indica que o mesmo é passível de outras iniciativas que abarquem as potencialidades que o mesmo dispõe, estando passível ao delineamento da geoconservação.