Già agli inizi del secolo XV, Ugolino da Montecatini, nel suo Tractatus de Balneis, prescriveva alcune regole per la cura termale: l'acqua del "Bagno Nuovo", detta poi del Tettuccio, «scioglie mirabilmente il ventre e provoca il vomito; apre le oppilazioni soprattutto dei reni e scioglie talvolta i calcoli. Uccide ed espelle i vermi; rinvigorisce l'appetito. Va bene al mattino per tre giorni consecutivi: la cura dev'essere continuata finché l'acqua non venga espulsa limpida come viene ingerita. Un gran numero di uomini e di donne, di solito contadini o artigiani di Pistoia, di Prato e anche di Firenze, si recano a queste terme senza attenersi ad alcuna norma. Vidi alcuni bere perfino un barile di quest'acqua e poi espellerla limpidissima».

Nel 1430 la creazione di una peschiera nel vicino Padule di Fucecchio, voluta dalla Repubblica di Firenze, causò problemi per lo scolo delle acque dei Bagni. Iniziò così un lungo periodo di declino, nonostante che le acque di Montecatini fossero consigliate da illustri scienziati, come Gabriele Falloppia, Andrea Bacci, Andrea Cesalpino, Pompeo della Barba, Francesco Redi ed altri. Il Redi le consigliava come rimedio nelle dissenterie e nelle coliche.

Finalmente, nella seconda metà del secolo XVIII, il Granduca Pietro Leopoldo di Lorena, abbattuta la peschiera, riedificò i Bagni, dando avvio ad una felice stagione per le terme. Nel 1788 Alessandro Bicchierai pubblicò un trattato (Dei Bagni di Montecatini) nel quale superava la tradizione puramente descrittiva a favore di nuovi metodi di analisi che stabilivano la natura e le proprietà delle acque.

Nel secolo XIX Montecatini ed altre importanti stazioni termali della Toscana, come Bagni di Pisa e Bagni di Lucca, raggiunsero il massimo splendore, divenendo luoghi frequentati da celebri personalità italiane ed europee. Nell'agosto 1918 Maria Sklodowska-Curie, illustre scienziata polacca, con i chimici Camillo Porlezza e Raffaello Nasini, misurò la radioattività delle acque termali del Tettuccio. Oggi, con i suoi eleganti stabilimenti, Montecatini è uno dei centri termali più noti d'Europa.

Meta di artisti per tutto il XX secolo, Montecatini costituisce un capolavoro di città-giardino delle arti. Con i suoi eleganti stabilimenti, è uno dei centri termali più noti d'Europa.