Les vestiges visibles, classés au titre des Monuments Historiques, ne sont en réalité qu’une petite partie d’immenses thermes antiques découverts et dégagés au 19e siècle. e la station.
Seule ville thermale de Clermont Auvergne Métropole, la station de Royat-Chamalières s’est développée au débouché de la vallée de la Tiretaine, en contrebas du bourg ancien de Royat.
Ses origines remontent à l’antiquité. D'importants murs romains en élévation sont mentionnés dans les textes dès 1575 jusqu'à 1840. En 1881, à l’occasion des travaux de construction du viaduc ferroviaire, une fouille archéologique du site révèle les vestiges d’immenses thermes antiques dégagés sur une surface de 2800 m² : trois grandes piscines alignées sur un même axe et quatre salles chauffées par le sol (système d’hypocauste). Toutes les pièces étaient richement décorées de marbres de toutes les couleurs, de mosaïques et de statues en bronze ou en marbre. Aujourd’hui, seule une piscine avec gradins et hémicycles est encore visible. Ces vestiges sont classés au titre des Monuments Historiques en 1889.
Les thermes font partie intégrante de la culture des gallo-romains. Ils permettent d'assurer l'hygiène corporelle et les soins complets du corps mais aussi une forme de sociabilité importante. Dans ce cadre thérapeutique, les édifices sont généralement liés à un culte tel que celui d’Apollon, dieu guérisseur important en Gaule. Les thermes participent également à la salubrité publique, avec l’évacuation des eaux dans les égouts.
Dans les thermes, le parcours se fait généralement selon un ordre établi - après le passage obligé du vestiaire -, par la salle froide, la salle tiède, la salle chaude et l'étuve (bains de vapeur), ou directement par la palestre (lieu public où l’on s’entrainait à la lutte, à la gymnastique) pour les plus sportifs. Le cheminement varie selon les édifices, leur taille, les périodes et les modes culturelles. La séparation ou la mixité des hommes et des femmes, joue également un rôle dans l'organisation spatiale ou dans les horaires d'ouverture.
