Zanieczyszczenie termiczne, które jest aktem zmiany temperatury zbiornika wodnego w sposób nienaturalny, jest najczęściej powodowane przez ciepło wytwarzane w procesach przemysłowych. Wynika to również z wylesiania lub praktyk urbanizacyjnych, takich jak usuwanie drzew z linii brzegowej lub układanie asfaltu.
Procesy przemysłowe wykorzystujące wodę jako czynnik chłodzący najprawdopodobniej powodują zanieczyszczenie termiczne. Fabryki czasami wykorzystują wodę z jezior lub strumieni, aby przechodzić przez roślinę i obniżać temperaturę maszyn. Ciepło wydzielane przez maszynę jest pochłaniane przez wodę, podnosząc ogólną temperaturę wody podczas pompowania z powrotem do rzeki lub jeziora.
Udział wylesiania i urbanizacji w zanieczyszczeniu cieplnym jest mniejszy niż w przypadku procesów przemysłowych, ale nadal są znaczące. Kiedy drzewa są usuwane z linii brzegowej, więcej światła słonecznego dociera do akwenu, podnosząc jego temperaturę. Urbanizacja prowadzi do zanieczyszczenia termicznego na kilka sposobów. Asfalt, który jest powszechnie stosowany w miastach, ma ciemne barwy i dzięki temu pochłania dużo ciepła słonecznego. Woda gromadząca się na asfalcie i spływająca do rzek i jezior jest gorąca i podnosi ogólną temperaturę wody. Urbanizacja często powoduje również zakłócenia gleb na linii brzegowej i erozję gleby w wodzie. Woda, która jest mętna, ponieważ zawiera cząstki gleby, pochłania więcej ciepła z promieni słonecznych niż czysta woda.
