Das Meerwasser wird für folgende Anwendungen angewandt: Bäder, Duschen, Fango- und Sandpackungen, Irrigationen, Aerosol, Nebulisationen und Inhalationen. Die wohltuenden Ergebnisse beruhen auch auf die antibakterielle Wirkung einiger im Meerwasser enthaltener Substanzen und auf den Salzgehalt (im Durchschnitt 35 gr. per Liter, 42 gr. im Roten Meer und sogar noch mehr im Toten Meer).

Wenn das Meerwasser nicht verunreinigt ist kann es innerlich wie äußerlich angewandt werden, um verschiedene Leiden auch vorbeugend zu behandeln. Auch Inhalationen und Aerosolbehandlungen sind möglich.

Einige Zentren verschreiben Meerwasser auch als Getränk. Das Meerwasser wird hierfür verdünnt und oft mit Fruchtsaft versüßt.

In Italien werden Sandbäder oft angewandt da der Sand dort sehr fein ist und deswegen die Sonnenwärme besonders gut aufnimmt und weiterleitet. Diese Behandlung sieht vor, daß der Patient in eine Grube gelegt und mit einem feinen Sandstrad zugedeckt wird (natürlich wird der Kopf nicht bedeckt). Die Anwendung dauert 10 bis 20 Minuten.

Eine weitere Behandlungsart der Thalassotherapie ist die Balneotherapie mit 38° C warmem Meerwasser. Die Bäder bewirken eine thermische (Anregung des Kreislaufs und Sauerstoffanreicherung des Gewebes), chemische (der Körper nimmt die im Wasser enthaltenen Elemente auf), und hydrodynamische Reaktion (Bewegungen werden im wasser leichter und unter geringerer Kraftanwendung ausgeführt).

Schlamm sedimentären Ursprungs wird ebenfalls benutzt. Ob mariner Herkunft oder von einem Salzsee stammend, enthält der feste Bestandteil einen hohen Gehalt an Sand, Ton, Salzen und organisches Material. Die Behandlungen werden am ganzen Körper oder auch nur auf einigen Körperteilen bei 40° C angewandt und dauern 10 bis 20 Minuten. Am Ende wird der Körper oder die behandelte Partie mit Meerwasser mehrmals abgespült.

Behandlungen mit Meeresalgen verstärken die Wirkung der Balneotherapie indem sie verstärkt Mineralien und Oligoelemente zuführen. Algen können frisch oder getrocknet, örtlich aufgetragen, erwärmt oder in Meerwasser aufgelöst als Badezusatz angewendet werden.