Les principales sources de pollution thermique sont la déforestation, la chaleur résiduelle générée par les centrales électriques et le ruissellement provenant des surfaces pavées chaudes. La principale cause de pollution thermique provient de l'utilisation de l'eau comme agent de refroidissement dans les centrales au gaz naturel, nucléaires et au charbon.
La pollution thermique fait référence à une augmentation nocive de la température de l'eau dans les sources naturelles, telles que les rivières, les lacs et les rivages côtiers. C'est l'action de modifier la température d'un plan d'eau naturel. L'augmentation de la température de l'eau est généralement causée soit par l'élimination de la végétation qui ombrage une source d'eau naturelle, soit par la chaleur résiduelle générée par certaines centrales électriques.
La chaleur perdue est un produit nocif du processus industriel. La plupart des centrales électriques produisent de la chaleur en brûlant du charbon, du gaz naturel, du pétrole ou des combustibles nucléaires. La chaleur produite convertit l'eau en vapeur, qui est utilisée pour alimenter les turbines nécessaires à la production d'électricité. La vapeur est ensuite refroidie et condensée par l'introduction d'eau froide naturelle dans le courant chaud. Au cours de ce processus, l'eau froide se réchauffe de 9 à 18 degrés Fahrenheit. Ensuite, l'eau est rejetée dans la source d'eau naturelle d'où elle provient. Le processus de refroidissement dans la production d'électricité est primordial pour le processus industriel. En conséquence, l'étendue de la pollution thermique est considérable dans la majorité des pays développés.