Fatti:
A. A._ e B._ sono proprietari in comune di due particelle ad Acquarossa da cui sgorgano due sorgenti. Con rogito del 19 novembre 1997 essi hanno concesso alla C._SA una serie di servitù, segnatamente di captazione e d'uso dell'acqua, di posa e transito di condotte, di diritto di superficie per le infrastrutture necessarie alla captazione e al trasporto delle acque e un diritto di accesso. L'atto pubblico specifica alla cifra 2 che "il notaio provvederà all'iscrizione provvisoria delle presenti pattuizioni nel registro fondiario. L'iscrizione definitiva avverrà ad opera della beneficiaria quando sarà costruito il centro termale sulle proprietà di Leontica" e precisa alla cifra 4 che "i diritti qui concessi sono personali e trasmissibili a persone fisiche o giuridiche. Saranno iscritti a registro fondiario quali servitù reali a favore dei fondi della beneficiaria rispettivamente diritti di superficie dopo la costruzione del centro termale. La beneficiaria ne curerà l'iscrizione". La convenzione accorda alla cifra 6 un diritto di prelazione sui fondi dei concedenti da annotare a registro fondiario, indica alla cifra 7 che "questo contratto non sarà valido se non verranno concessi i permessi di costruzione del previsto centro termale sui fondi della beneficiaria e se quest'ultima non realizzerà il centro nonostante le approvazioni dell'Autorità" e, infine, menziona alla cifra 9 che le pattuizioni sono opponibili a qualsiasi successore contrattuale o legale di entrambe le parti. In un ulteriore accordo concluso il medesimo giorno, la C._SA si è impegnata a versare ad A._ e B._ un'indennità annua indicizzata di fr. 40'000.-- "a decorrere dalla crescita in giudicato della licenza di costruzione del centro termale sui fondi della beneficiaria", oltre a un'indennità annua indicizzata di fr. 60'000.-- "a decorrere dalla captazione dell'acqua delle sorgenti per scopi gestionali del centro termale". Le servitù e i diritti di prelazione sono stati iscritti a registro fondiario l'11 dicembre 1997.
Il 16 dicembre 1997 la C._SA ha tenuto una conferenza stampa in cui annunciava di prevedere la domanda di costruzione entro giugno 1998, l'elaborazione dei piani esecutivi entro gennaio 1999, l'apertura del cantiere il maggio seguente e "la piena operatività entro ulteriori 26 mesi". Il 13 aprile 1999 A._, lamentando il mancato rispetto dei termini assicuratigli nell'ambito delle discussioni preliminari, aveva comunicato alla C._SA di ritenere le pattuizioni inoperative. Il 25 febbraio 2002 A._ e B._ hanno disdetto il contratto e chiesto invano alla C._SA di annullare entro un mese le iscrizioni e annotazioni nel registro fondiario.
B. Il 25 settembre 2003 A._ e B._ hanno convenuto in giudizio la C._SA innanzi al Pretore del distretto di Leventina. Questi ha accolto l'azione e ha ordinato all'Ufficiale del registro fondiario di cancellare le servitù e i diritti di prelazione in favore della convenuta dopo il passaggio in giudicato della decisione.
C. Con sentenza 7 marzo 2007 la I Camera civile del Tribunale d'appello del Cantone Ticino ha accolto l'appello principale presentato dalla convenuta e ha respinto la petizione. Ha pure respinto l'appello adesivo proposto dagli attori con riferimento alle ripetibili accordate nel giudizio di primo grado. I Giudici cantonali hanno negato - interpretando il contratto e basandosi sull'operato del notaio rogante - che le servitù e i diritti di prelazioni fossero stati iscritti indebitamente, perché non iscritti in modo provvisorio. Essi hanno quindi respinto in via principale l'azione di rettifica del registro fondiario ex art. 975 CC promossa dagli attori, perché hanno ritenuto che una tale azione possa unicamente tendere - tranne eccezioni che non si realizzano in concreto - alla modifica di iscrizioni, annotazioni o cancellazioni che sono fin dall'inizio indebite o inesatte. A titolo abbondanziale, la Corte cantonale ha pure negato che le iscrizioni siano successivamente divenute senza causa legittima.
D. A._ e B._ sono insorti contro la sentenza cantonale con un ricorso in materia civile con cui chiedono al Tribunale federale di riformare la sentenza impugnata, ordinando la cancellazione delle servitù e dei diritti di prelazione inscritti sulle loro particelle in favore della convenuta, e di condannare quest'ultima al versamento di un'indennità da fr. 75'000.-- a fr. 100'000.--, rispettivamente da fr. 40'000.-- a fr. 80'000.-- per ripetibili di prima e seconda istanza. Sostengono che l'Ufficiale del registro fondiario avrebbe dovuto respingere la domanda di iscrizione perché l'istanza non era conforme al testo dell'atto di costituzione e priva di un piano di situazione firmato dalle parti. Negano poi che non sarebbe possibile procedere con un'azione fondata sull'art. 975 CC per cancellare iscrizioni divenute illegittime in seguito alla decadenza dell'atto costitutivo e affermano che nonostante i proclami di celerità, la convenuta non ha nemmeno chiesto la licenza edilizia, che tutto il progetto non è serio e che pertanto il contratto dev'essere considerato decaduto. Ritengono infine che le iscrizioni siano soggette a condizioni e quindi contrarie al numerus clausus dei diritti reali.
Non è stato ordinato uno scambio di scritti.
Diritto:
1. 1.1 Il 1° gennaio 2007 è entrata in vigore la Legge federale sul Tribunale federale (LTF; RU 2006 1242). Giusta l'art. 132 cpv. 1 LTF tale legge si applica ai procedimenti su ricorso se la decisione impugnata è stata pronunciata dopo la sua entrata in vigore. Poiché il Tribunale d'appello del Cantone Ticino ha pronunciato la sentenza il 7 marzo 2007, la presente procedura ricorsuale è retta dalla LTF.
1.2 Il ricorso è diretto contro una decisione pronunciata in una causa civile (art. 72 cpv. 1 LTF) di natura pecuniaria, atteso che è controversa l'esistenza di servitù e diritti annotati a registro fondiario. Giusta l'art. 74 cpv. 1 LTF un ricorso in materia civile è ammissibile, tranne eccezioni che non si verificano in concreto, se il valore litigioso ammonta almeno a fr 30'000.--. Il valore di lite viene determinato nei casi come quello all'esame dalle conclusioni rimaste controverse dinanzi all'autorità inferiore (art. 51 cpv. 1 lett. a LTF) e se non è stato chiesto il pagamento di una somma di denaro, il Tribunale federale stabilisce il valore litigioso secondo il suo apprezzamento (art. 51 cpv. 2 LTF). Quest'ultima disposizione riprende quanto già previsto dalla legge previgente all'art. 36 cpv. 2 OG (Messaggio del 28 febbraio 2001 concernente la revisione totale dell'organizzazione giudiziaria federale, FF 2001 3764, pag. 3858).
L'autorità cantonale ha ritenuto che il valore di lite superasse fr. 30'000.--, perché i diritti reali litigiosi sarebbero il fulcro di un contratto alla base di un investimento di oltre 40 milioni. I ricorrenti affermano dal canto loro che i diritti concessi avrebbero un valore di almeno fr. 2'500'000.--. Sia come sia, anche in virtù delle indennità pattuite dalle parti in una convenzione separata, appare manifesto che in concreto il valore di lite minimo di cui all'art. 74 cpv. 1 lett. b LTF risulta raggiunto.
2. 2.1 La Corte cantonale ha rilevato, interpretando il rogito, che a giusta ragione l'Ufficiale del registro fondiario non ha proceduto all'iscrizione di servitù provvisorie, ma ha semplicemente iscritto delle servitù personali. Essa ha ritenuto che alla cifra 1 dell'atto pubblico gli attori hanno dichiarato di concedere alla convenuta una serie di servitù, senza cenno alcuno di provvisorietà o intenzione di accordare diritti solo una volta ultimato il centro termale, motivo per cui la cifra 2 del contratto non ha per scopo una semplice iscrizione provvisoria delle servitù, atteso che altrimenti anche la cifra 4 del rogito non avrebbe più avuto alcun senso. Inoltre, sempre a mente dei giudici cantonali, tale interpretazione sarebbe pure confortata dall'agire del notaio rogante, che aveva inviato all'Ufficiale una lettera in cui specificava che "il carattere di provvisorietà (...) dev'essere inteso nel senso che le servitù personali concesse varranno fino al momento in cui le parti le trasformeranno in servitù reali [recte: prediali] tra i fondi interessati". L'illiceità iniziale non risulterebbe nemmeno da elementi che l'Ufficiale non conosceva rispettivamente che esulavano dalle sue possibilità di verifica, ma di cui il giudice adito con un'azione ex art. 975 può tenere conto: il notaio rogante aveva infatti confermato durante la sua audizione che tale interpretazione scaturiva pure dalle discussioni avute con le parti al momento della sottoscrizione del contratto. La Corte cantonale ha poi ritenuto che la cifra 7 del contratto esplica meri effetti obbligatori, poiché prevede unicamente la decadenza del contratto: se così non fosse la clausola n. 9, che impegna le parti a trasmettere a eventuali successori diritti e obblighi, non avrebbe alcun senso e sarebbe stata superflua, perché nell'ipotesi di un'iscrizione di diritti soggetti a condizioni questi avrebbero beneficiato della pubblicità di cui godono le iscrizioni del registro fondiario.
2.2 Secondo i ricorrenti l'Ufficiale avrebbe dovuto respingere la richiesta d'iscrizione presentata dal notaio rogante, atteso che questi, contrariamente a quanto indicato alla cifra 2 del contratto, non aveva richiesto un'iscrizione provvisoria. L'Ufficiale avrebbe quindi violato i suoi obblighi, iscrivendo nel registro fondiario diritti reali limitati che non corrispondono ai documenti giustificativi (art. 965 CC e 25 cpv. 3 RRF) e privi del piano di situazione firmato dalle parti (art. 36 Regolamento ticinese concernente la legge sul registro fondiario). Sempre a mente dei ricorrenti, le servitù erano sottoposte ad una condizione risolutoria ed una loro iscrizione avrebbe violato l'art. 12 RRF; a torto la Corte cantonale le avrebbe invece considerate definitive. Infine, atteso che il notaio rogante si sarebbe limitato a riprendere l'atto pubblico allestito dal suo associato, che era membro del consiglio di amministrazione della convenuta, la sentenza impugnata sarebbe pure arbitraria, perché avrebbe leso il principio in dubio contra proferentem.
2.3 Occorre innanzi tutto rilevare che una violazione dell'art. 12 RRF non entra in linea di conto perché tale norma si limita a richiedere che l'istanza di iscrizione sia senza condizioni e riserve (DTF 115 II 213 consid. 4a pag. 217), ciò che in concreto è avvenuto.
2.3.1 A giusta ragione poi la Corte cantonale ha osservato che le clausole 2 e 4 del contratto non sono esempi di chiarezza. Dal rogito risulta tuttavia che i ricorrenti hanno immediatamente concesso servitù personali e diritti di prelazione. Le parti hanno convenuto che unicamente in un secondo tempo, quando il centro termale sarà costruito, i fondi degli attori non saranno più gravati da servitù personali, ma servitù prediali. Del resto, nemmeno i ricorrenti affermano di non aver voluto conferire servitù personali alla convenuta prima della costruzione del centro termale, e il contratto non richiede al notaio di provvedere all'iscrizione di servitù provvisorie. Il termine provvisorio deve piuttosto essere inteso nel senso che in un primo tempo sono da iscrivere delle servitù personali. Il fatto che una volta costruito il centro termale i fondi dovranno, nelle intenzioni delle parti, essere gravati da servitù prediali, non significa che le servitù personali siano soggette a una condizione. Un'altra questione, che però non deve essere risolta in questa sede, è sapere se il rogito in discussione permetta, dopo l'edificazione del centro termale, di semplicemente chiedere l'iscrizione di servitù prediali senza più interpellare gli attori o se invece, come indicato nella lettera successivamente inviata dal notaio all'Ufficiale del registro fondiario, saranno invece le parti a "trasformarle" in servitù prediali. Inconferente appare poi l'argomentazione ricorsuale secondo cui i diritti reali in discussione sarebbero nulli a causa della cifra 7 del rogito: i ricorrenti medesimi riconoscono che la condizione contenuta in tale clausola prevede la decadenza del contratto e sembrano ignorare la possibilità d'iscrivere nel registro fondiario senza condizioni una servitù, ma di pattuire con effetti puramente obbligatori una clausola risolutiva (Peter Liver, Commento zurighese, n. 73 segg. ad art. 730 CC). Infine, il richiamo al principio sussidiario in dubio contra stipulatorem (DTF 122 III 118 consid. 2a) - a prescindere dalla sua applicabilità nella concreta fattispecie in cui non si tratta di interpretare condizioni generali - risulta superfluo, atteso che è stato possibile determinare il senso del contratto.
2.3.2 Nemmeno l'assenza di una planimetria firmata dalle parti giova ai ricorrenti. Innanzi tutto il carattere indebito dell'iscrizione è costituito dall'illiceità materiale della stessa (Henri Deschenaux, Traité de droit privé suisse, volume V, tomo II, 2, § 40 B I 2, pag. 670), motivo per cui l'assenza dei necessari documenti giustificativi o di altre condizioni formali non permette ancora di procedere ad una modifica dell'iscrizione se la stessa risulta corretta e fondata dal profilo materiale (DTF 56 II 261 pag. 265; Henri Deschenaux, op. cit., § 37 V pag. 598; sentenza 5C.220/1994 del 22 febbraio 1995 consid. 6, riprodotto in Rep. 1995, pag. 81).
2.3.3 I ricorrenti muovono poi una serie di critiche all'apprezzamento delle prove effettuato dai giudici cantonali.
2.3.3.1 Un ricorrente può unicamente censurare l'accertamento dei fatti se è stato svolto in modo manifestamente inesatto o in violazione del diritto ai sensi dell'art. 95 LTF e l'eliminazione del vizio può essere determinante per l'esito del procedimento (art. 97 cpv. 1 LTF). La nozione di "manifestamente inesatto" corrisponde a quella dell'arbitrio (Messaggio citato, pag. 3899) e non è quindi sufficiente rimproverare alla Corte cantonale di essere caduta nell'arbitrio nell'accertamento dei fatti, ma occorre invece dimostrare con un ragionamento preciso perché la decisione impugnata sarebbe insostenibile (cfr. DTF 130 I 258 consid. 1.3 pag. 262).
2.3.3.2 Come osservato, l'interpretazione del contratto effettuata dalla Corte cantonale non viola il diritto. Per questa ragione non occorre esaminare le censure rivolte contro l'apprezzamento riportato nella sentenza impugnata della lettera inviata dal notaio rogante all'Ufficiale del registro fondiario dopo l'inoltro dell'istanza di iscrizione: esse si rivelano ininfluenti ai fini del presente giudizio, atteso che i ricorrenti criticano la valutazione di tale scritto per affermare che esso non avrebbe potuto togliere "la provvisorietà delle servitù pattuite". Per lo stesso motivo non occorre approfondire la critica diretta contro l'interpretazione della deposizione del notaio. Per formulare validamente una censura di arbitrio nell'accertamento dei fatti non è infine sufficiente estrarre una frase dal suo contesto, come fanno i ricorrenti quando sostengono che il rappresentante della società beneficiaria avrebbe affermato (in una lettera) "che il contratto conteneva delle pattuizioni a carattere provvisorio".
2.4 Da quanto precede discende che l'Ufficiale non ha provveduto ad alcuna iscrizione indebita.
3. Nella fattispecie i ricorrenti non contestano, a giusta ragione visto l'esplicito titolo della petizione e la richiesta di cancellazione dei diritti concessi alla convenuta, di aver introdotto un'azione di rettifica del registro fondiario ai sensi dell'art. 975 CC. Occorre quindi esaminare se, come ritenuto dalla Corte cantonale, con una tale azione sia unicamente possibile - tranne eccezioni che non si verificano in concreto - attaccare un'iscrizione effettuata indebitamente, o se invece, come preteso dai ricorrenti, essa possa essere utilizzata per chiedere la cancellazione di iscrizioni a registro fondiario che non si rivelano più giustificate successivamente.
3.1 Giusta l'art. 975 cpv. 1 CC, essendo stato indebitamente iscritto un diritto reale, od essendo stata cancellata o modificata una giusta iscrizione, ognuno che ne sia pregiudicato nei propri diritti reali può chiedere che l'iscrizione sia cancellata o modificata.
3.1.1 In virtù della giurisprudenza del Tribunale federale tale norma regge - con l'art. 977 CC - la rettifica di iscrizioni inesatte e fin dall'inizio indebite (DTF 117 II 43 consid. 4b; 95 II 605 consid. 2a). Anche la dottrina recente ritiene - contrariamente a quanto sostengono i ricorrenti - che l'azione di cui all'art. 975 CC sia in linea di principio unicamente ammissibile per correggere iscrizioni fin dall'inizio indebite (Jörg Schmid/Bettina Hürlimann-Kaup, Sachenrecht, 2a ed., Zurigo 2003, n. 615 seg., pag. 127; Jürg Schmid, Commento basilese, n. 2 seg. ad art. 975 CC; Paul-Henri Steinauer, Les droits réels, tomo 1, 4a ed., Berna 2007, n. 951, pag. 331; Henri Deschenaux, op. cit., § 40 A/I, pag. 661). Fra le eccezioni al predetto principio, essa annovera la cancellazione di una servitù che ha perso ogni utilità per il fondo dominante (art. 736 cpv. 1 CC) e il riscatto totale o parziale di una servitù che conserva solo ancora un'utilità ridotta (art. 736 cpv. 2 CC; Paul-Henri Steinauer, op. cit., n. 955a e 955b, pag. 333; Henri Deschenaux, op. cit., § 41 IV/2, pag. 715 segg.). I casi previsti dall'art. 736 CC, norma che concede esplicitamente il diritto ad ottenere la cancellazione della servitù, si verificano ad esempio quando un diritto di passo privato è stato sostituito da un accesso stradale pubblico (DTF 130 III 554), o nel caso di riunione del fondo dominante con un fondo che non lo è (DTF 114 II 426) o anche quando un diritto di passo non grava un tratto indispensabile al percorso (DTF 121 III 52).
3.1.2 Per contro, un'iscrizione legittima non diviene indebita se il titolo giuridico - la causa giuridica - decada successivamente, ad esempio in seguito al realizzarsi di una condizione risolutiva prevista in un contratto. In questo caso il proprietario gravato non può prevalersi dell'azione di rettifica del registro fondiario, atteso che dispone unicamente di una pretesa liberatoria di natura obbligatoria nei confronti del titolare del diritto risultante dal registro fondiario, affinché la situazione giuridica anteriore del fondo venga ripristinata (Jürg Schmid, op. cit., n. 8 ad art. 974 CC; con riferimento alla trasmissione della proprietà Andreas von Tuhr, Eigentumsübertragung nach schweizerischem Recht, ZSR 1921, pag. 60; Guhl/Koller, Das Schweizerische Obligationenrecht, 9a ed., Zurigo 2000, § 9 n. 9, pag. 56). Il proprietario del fondo gravato che ritiene che il contratto con cui ha concesso una servitù sia divenuto inefficace può - come nel caso in cui il beneficiario del diritto reale limitato si sia esplicitamente impegnato contrattualmente ad autorizzare o a chiedere la cancellazione - adire il giudice per ottenere il permesso di far cancellare la servitù e la sentenza sostituisce la dichiarazione ai sensi dell'art. 963 cpv. 1 CC del beneficiario o, in applicazione analogica dell'art. 665 cpv. 1 CC, postulare giudizialmente di essere liberato dalla servitù e può, in caso di accoglimento della domanda, chiedere la cancellazione in virtù dell'art. 963 cpv. 2 CC (Peter Liver, op. cit., n. 26 ad art. 734 CC; v. sul fatto che la nozione di iscrizione ai sensi dell'art. 963 CC include pure - almeno per analogia - la cancellazione di un diritto: Jürg Schmid, op. cit., n. 1 ad art. 963 CC e Paul-Henri Steinauer, op. cit., n. 758, pag. 270).
3.2 Nella fattispecie, i ricorrenti fondano in sostanza la loro tesi secondo cui le iscrizioni a registro fondiario sarebbero divenute illegittime sulla cifra 7 del rogito. Sennonché, come già osservato (supra, consid. 2.3.1), tale clausola contiene una condizione risolutiva che prevede semplicemente la decadenza del contratto. Non si tratta quindi di uno di quei motivi intrinseci ai diritti reali, che permette l'introduzione di un'azione di rettifica del registro fondiario. Con il - preteso - realizzarsi della condizione risolutiva contenuta nel rogito, i ricorrenti avrebbero unicamente acquisito una pretesa obbligatoria nei confronti della convenuta di cancellazione delle iscrizioni che ritengono divenute ingiustificate, ma queste non sarebbero diventate indebite ai sensi degli art. 974 e 975 CC. Ne segue che la Corte cantonale non ha violato il diritto, respingendo in via principale la petizione perché la via dell'azione di rettifica ex art. 975 CC non era in concreto aperta.
4. Così stando le cose non occorre esaminare né le censure dirette contro la motivazione abbondanziale della Corte cantonale, che ha escluso il realizzarsi della condizione risolutiva rispettivamente una valida disdetta dell'accordo, né quelle attinenti alle ripetibili che i ricorrenti avrebbero voluto ottenere quale parte vincente nella sede cantonale.
5. Da quanto precede discende che, nella misura in cui è ammissibile, il ricorso risulta infondato e dev'essere respinto. Le spese giudiziarie seguono la soccombenza (art. 66 cpv. 1 LTF), mentre non si giustifica assegnare ripetibili all'opponente che, non essendo stato ordinato uno scambio di scritti, non è incorsa in spese necessarie nella procedura federale.
Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Nella misura in cui è ammissibile, il ricorso è respinto.
2. Le spese giudiziarie di fr. 8'000.-- sono poste a carico dei ricorrenti.
3. Comunicazione ai patrocinatori delle parti e alla I Camera civile del Tribunale d'appello del Cantone Ticino.