Pompei con le sue testimonianze ha contribuito in modo significativo alla conoscenza della storia delle terme romane. In città sono stati rinvenuti cinque edifici termali pubblici, ed alcune delle abitazioni più ricche, come la Casa del Menandro e la Casa del Labirinto, erano provviste di un'area termale privata.

Le Terme Stabiane, che prendono il loro nome dalla Via di Stabia che le costeggia, sono il più antico stabilimento della città. Esso risale al III sec. a.C., c subì rifacimenti successivi. L'impianto termale ha due ingressi separati, per gli uomini sull'ala sud, e per le donne sull'ala nord. Tra i due settori era posto un ambiente, il praefurnium, in cui erano le caldaie per il riscaldamento. Le intercapedini che correvano sotto il pavimento (generate attraverso colonnine di mattoni chiamate suspensurae) e lungo i muri laterali (create attraverso delle tegole fornite di distanziatori, chiamate tegulae mammatae) venivano attraversate dall'aria caldissima prodotta nel paerfurnium, riscaldando in tal modo gli ambienti termali.
Nell'edificio si possono distinguere diverse fasi architettoniche, una più antica in cui piccole stanze da bagno si affacciavano, secondo la consuetudine greca, su una grande palestra, ed una più recente durante la quale vennero costruiti innovativi ambienti specifici. Come gli spogliatoi (apoditeria), stanze con volte a botte sui cui lati erano disposte delle nicchie per deporre gli abiti; le sale con piscine per i bagni freddi (frigidaria); gli ambienti tiepidi (tepidaria) utilizzati per il relax ed i massaggi; i bagni caldi (calidaria); e le stanze per la detersione con lo strigile (destrictaria).
Al centro della palestra si trova la piscina (natatio) cui si accedeva attraverso due vani lungo i lati brevi, uno dei quali collegato ad un altro ambiente, probabilmente uno spogliatoio con bellissime decorazioni in IV stile raffiguranti Giove, Ercole, un satiro, ninfe e atleti.

In prossimità del Foro si trovano, invece, le Terme del Foro. La loro costruzione risale probabilmente ai primi anni della colonia sillana, come testimonia una iscrizione rinvenuta lungo via del Foro, in cui si fa riferimento ai magistrati che appaltarono l'opera. Le Terme del Foro presentano una struttura più semplice e ridotta rispetto a quelle Stabiane. All'impianto si accedeva da più ingressi, dal vico delle Terme per le donne, e da via del Foro e via delle Terme per gli uomini. Il settore maschile e quello femminile si trovano ai lati delle fornaci (praefurnia), ed entrambi erano dotati di un apoditerium, di un frigidarium, un tepidarium ed un calidarium.
Il vano più suggestivo è sicuramente il tepidarium della zona maschile, sia per la ben conservata volta decorata con rilievi in stucco, che per i magnifici telamoni in terracotta che ne adornano le pareteti laterali. Di notevole importanza è il sistema di riscaldamento di questa stanza, costituito da un grande braciere in bronzo offerto alla cittadinanza dall'evergeta Marcus Nigidus Vaccula. Il riscaldamento per mezzo di un braciere cadde in disuso verso la fine del I sec. a.C., ma fu reintrodotto in queste terme, probabilmente, in seguito ai danni causati dal terremoto del 62 d.C.
 

Le più grandi terme, chiamate Terme Centrali, erano ancora in costruzione al momento dell'eruzione. Si iniziò a costruirle dopo il 62 d.C., e per la loro realizzazione si demolirono tutte le case di un'intera insula, da cui si recuperò anche molto materiale di spoglio per la costruzione delle murature. Questa struttura termale era diversa dalle altre rinvenute a Pompei, e presentava innovazioni architettoniche introdotte in epoca imperiale. L'entrata principale era in via di Nola ed era provvista di due piccole stanze, una biglietteria e un, probabile, deposito oggetti. Non vi era un settore femminile (probabilmente uomini e donne utilizzavano l'edificio in orari diversi), e tutti gli ambienti termali erano illuminati da grandi finestroni. Non c'era il frigidarium, e dallo spogliatoio si passava direttamente al tepidarium riscaldato con il sistema delle pareti concamerate, e poi tramite un laconicum (corridoio), al caldarium.

Le Terme Suburbane si trovavano, come indica il nome stesso, all'esterno delle mura, nei pressi di Porta Marina. Furono costruite nei primi decenni del I sec. a. C., ma subirono diverse modifiche nel corso degli anni. Sono di straordinaria bellezza la decorazione a riquadri in stucco del frigidarium, in cui appaiono vittorie alate, amorini e divinità fluviali, e le decorazioni musive e pittoriche rappresentanti paesaggi marini e simboli divini del ninfeo rinvenuto nei medesimi ambienti. Di particolare interesse, inoltre, sono i sedici pannelli erotici dello spogliatoio (tra questi anche una scena saffica) nei quali si riconosce, secondo alcune interpretazioni,  l'esplicita allusione a prestazioni sessuali praticate nell'edificio.

Le Terme del Sarno sono costituite da un grandioso caseggiato su quattro livelli che prende il nome da una pittura in IV stile raffigurante il fiume Sarno. Queste terme furono ricavate nel II sec. a. C. da case preesistenti, ed ampliate nella metà del I sec. a.C., ma furono gravemente danneggiate dal terremoto del 62 d.C. Le stanze termali vere e proprie si trovavano al quarto livello, ed erano ancora in fase di ristrutturazione all'epoca dell'eruzione. Nel frigidarium, oltre alla pittura rappresentante il Sarno, corre un bel fregio ornato con un paesaggio nilotico e pigmei. La palestra, che occupa gran parte del complesso, offre ricche scenografie con atleti e scene di lotta.