Ô nhiễm nhiệt, là hành động thay đổi nhiệt độ của một vùng nước bằng các biện pháp phi tự nhiên, thường gây ra bởi nhiệt sinh ra từ các quá trình công nghiệp. Đôi khi nó cũng được gây ra bởi nạn phá rừng hoặc các hoạt động đô thị hóa như chặt bỏ cây bên bờ biển hoặc rải nhựa đường.
Các quy trình công nghiệp sử dụng nước làm tác nhân làm mát có nhiều khả năng gây ô nhiễm nhiệt nhất. Các nhà máy đôi khi sử dụng nước từ hồ hoặc suối để luân chuyển qua nhà máy và làm giảm nhiệt độ của máy móc. Nhiệt do máy móc tỏa ra sẽ bị nước hấp thụ, làm tăng nhiệt độ tổng thể của phần nước khi nó được bơm trở lại sông hoặc hồ.
Những đóng góp của phá rừng và đô thị hóa đối với ô nhiễm nhiệt nhỏ hơn so với các quá trình công nghiệp, nhưng chúng vẫn rất đáng kể. Khi cây cối bị loại bỏ khỏi bờ biển, nhiều ánh sáng mặt trời chiếu vào vùng nước hơn, làm tăng nhiệt độ của nó. Đô thị hóa dẫn đến ô nhiễm nhiệt theo một số cách. Nhựa đường thường được sử dụng ở các thành phố có màu tối và do đó hấp thụ rất nhiều nhiệt từ ánh sáng mặt trời. Nước đọng lại trên đường nhựa và chảy vào sông và hồ sẽ nóng, và nó làm tăng nhiệt độ chung của khối nước. Đô thị hóa cũng thường làm cho đất ven bờ bị xáo trộn và đất xói mòn thành nước. Nước có màu đục vì chứa các hạt đất sẽ hấp thụ nhiều nhiệt từ tia nắng mặt trời hơn nước trong.
