Głównymi źródłami zanieczyszczeń cieplnych są wylesianie, ciepło odpadowe wytwarzane przez elektrownie i wycieki pochodzące z gorących brukowanych nawierzchni. Najważniejszą przyczyną zanieczyszczenia termicznego jest wykorzystanie wody jako czynnik chłodzący w gazie ziemnym, elektrowniach jądrowych i węglowych.
Zanieczyszczenie termiczne odnosi się do szkodliwego wzrostu temperatury wody w naturalnych źródłach, takich jak rzeki, jeziora i brzegi przybrzeżne. To akt zmieniania naturalnego ciała w temperaturze wody. Wzrost temperatury wody jest zwykle spowodowany przez usunięcie roślinności, która ocienia naturalne źródło wody lub ciepło odpadowe wytwarzane z niektórych elektrowni.
Ciepło odpadowe jest szkodliwym produktem procesu przemysłowego. Większość elektrowni produkuje ciepło ze spalania węgla, gazu ziemnego, ropy naftowej lub paliw jądrowych. Wytworzone ciepło zamienia wodę w parę, która służy do zasilania turbin potrzebnych do produkcji energii elektrycznej. Para jest następnie chłodzona i kondensowana przez wprowadzenie naturalnie występującej zimnej wody do gorącego strumienia. Podczas tego procesu chłodna woda ogrzewa się od 9 do 18 stopni Fahrenheita. Następnie woda jest zrzucana z powrotem do naturalnego źródła wody, z którego pochodzi. Proces chłodzenia w wytwarzaniu energii ma pierwszorzędne znaczenie dla procesu przemysłowego. W rezultacie stopień zanieczyszczenia cieplnego jest znaczny w większości rozwiniętych krajów.
