Il territorio dove è nata la cittadina di Santa Cesarea Terme ha visto la presenza dell'uomo già millenni fa: nelle vicine grotte delle Striare e Romanelli sono infatti stati rinvenuti resti e graffiti legati alla presenza umana sin dall'epoca paleolitica.
Il nome del borgo si rifà a un'antica leggenda del '400: si narra al riguardo di una fanciulla vergine di nome Cesarea, originaria della vicina Otranto, che per sfuggire alle violenze del padre trovò rifugio in una delle grotte carsiche lungo la costa frastagliata del luogo. In una di queste cavità naturali la ragazza rimase fino alla morte: vi sgorgava una fonte di acqua dolce che divenne sulfurea, secondo la tradizione cristiana, perché il padre di Cesarea vi annegò; la mitologia, invece, afferma che la presenza di zolfo nella sorgente è legata alla putrefazione dei corpi dei giganti Leuterni, uccisi dal prode Ercole.
Dopo le devastanti incursioni saracene e un periodo di abbandono del borgo, dall'800 Santa Cesarea Terme si fa apprezzare per le sue acque termali dalle proprietà sulfuree e salsoiodiche, benefiche per la cura di patologie respiratorie, dermatologiche e arto-reumatiche. Sgorgano a una temperatura di circa 30° da quattro grotte: Solfatara, Gattulla, Sulfurea e Fetida.