Termiskais piesārņojums attiecas uz temperatūras paaugstināšanos ūdenstilpē cilvēku vai vides iemeslu dēļ. Lai gan viena vai divu grādu atšķirība var izklausīties neliela, ūdens vai jūras vides sasilšana pat neliela apjoma dēļ var izraisīt postošas izmaiņas zivju, kukaiņu, augu un dzīvnieku dzīvotnēs. Ir vairāki galvenie termiskā piesārņojuma cēloņi, un katrs no tiem veicina to, ko daži vides eksperti sauc par iespējamu vides katastrofu.
Viens no galvenajiem termiskā piesārņojuma cēloņiem ir ūdens rūpnieciska izmantošana kā dzesēšanas šķidrums. Rūpnīcas un spēkstacijas parasti izmanto tuvumā esošos ūdens avotus, lai mašīnas būtu vēsas un funkcionālas. Lai gan šis dzesēšanas procesa veids ir lēts un efektīvs, tas var radīt postījumus ūdens ekosistēmām. Ūdens parasti tiek izvadīts prom no avota, plūst cauri dzesēšanas sistēmām rūpnīcā vai rūpnīcā un pēc tam tiek atgriezts sākotnējā avotā.
Diemžēl dzesēšanas tehnikas procesā ūdens temperatūra paaugstinās, dažkārt par vairākiem grādiem. Siltā vai karstā ūdens ieplūšana atpakaļ dabiskā avotā var iznīcināt pārtikas avotus vai iznīcināt sugas, kurām nepieciešama noteikta temperatūra, lai izdzīvotu. Daudzi vides zinātnieki uzskata, ka rūpnieciskā ūdens sildīšana ir lielākais lokālā termiskā piesārņojuma faktors.
Augsnes erozija un mežu izciršana ir divi citi galvenie faktori, kas var izraisīt nedabisku temperatūras paaugstināšanos. Piekrastes augi un koki palīdz apēnot ūdeni, kontrolējot temperatūru, nodrošinot aizsardzību pret saules gaismu. Kad augi tiek noņemti, ūdenstilpe ne tikai absorbē vairāk saules gaismas, bet arī augsne, ko tur sakņu struktūras, iekrīt ūdenī. Augsnes erozija var izraisīt upju un ezeru gultņu paaugstināšanos, veidojot seklākus ūdens baseinus, kas ātrāk uzsilst.
Viens no galvenajiem iemesliem bažām par termisko piesārņojumu ir skābekļa samazināšanās ūdenī. Zivis paļaujas uz noteiktu skābekļa daudzumu, lai izdzīvotu zem ūdens; tie nav viegli pielāgojami skābekļa līmeņa maiņām. Jo siltāks ūdens, jo mazāk skābekļa tajā var būt, liekot plaukstošai ekosistēmai īsā laikā kļūt par nāvējošu iedzīvotājiem. Turklāt seklie un siltāki ūdeņi palielina skābekli patērējošu augu, piemēram, aļģu, ražošanu, kas, sadaloties, samazina skābekļa līmeni vēl vairāk.
Ir vairāki veidi, kā palīdzēt mazināt termiskā piesārņojuma ietekmi, lai stabilizētu un uzturētu ūdens vidi. Rūpnīcas, kas izmanto ūdeni kā dzesēšanas šķidrumu, var uzstādīt dzesēšanas torņus un dīķus, kas atgriež ūdeni līdz sākotnējai temperatūrai, pirms to izlaiž atpakaļ dabiskajā avotā. Nodrošinot, ka krastos un krasta līnijās ir atbilstoša veģetācija, lai nodrošinātu ēnu un saglabātu augsni, var arī palīdzēt novērst termisko piesārņojumu.