Các nguồn chính gây ô nhiễm nhiệt là phá rừng, nhiệt thải sinh ra từ các nhà máy điện và dòng chảy bắt nguồn từ các bề mặt lát đá nóng. Nguyên nhân đầu tiên của ô nhiễm nhiệt là do sử dụng nước làm chất làm mát trong các nhà máy khí đốt tự nhiên, điện hạt nhân và điện than.
Ô nhiễm nhiệt đề cập đến sự gia tăng có hại của nhiệt độ nước trong các nguồn tự nhiên, chẳng hạn như sông, hồ và đường bờ biển. Đó là hành động thay đổi nhiệt độ tự nhiên của nước. Sự gia tăng nhiệt độ nước thường do loại bỏ thảm thực vật che phủ nguồn nước tự nhiên hoặc do nhiệt thải tạo ra từ một số nhà máy điện.
Nhiệt thải là một sản phẩm có hại của quá trình công nghiệp. Hầu hết các nhà máy điện sản xuất nhiệt từ việc đốt cháy than, khí đốt tự nhiên, dầu mỏ hoặc nhiên liệu hạt nhân. Nhiệt được tạo ra sẽ chuyển nước thành hơi, được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các tua-bin cần thiết để sản xuất điện. Sau đó hơi nước được làm mát và ngưng tụ bằng cách đưa nước mát tự nhiên vào dòng nước nóng. Trong quá trình này, nước mát sẽ ấm lên từ 9 đến 18 độ F. Sau đó, nước được đổ trở lại nguồn nước tự nhiên mà nó đến. Quá trình làm mát trong sản xuất điện là tối quan trọng đối với quá trình công nghiệp. Do đó, mức độ ô nhiễm nhiệt là đáng kể ở phần lớn các quốc gia phát triển.