火力发电或其他工业生产过程中的废热有时几乎全部从冷却水排出。如果水不循环使用，而是“一次性通过”，即冷却后直接排入河流、湖泊和海洋就称之为温排水。如果温排水使水体温度升高到影响水生生物，造成水质恶化，影响人类生产和生活使用时，水体的热污染便产生了。
热污染对环境有极大危害。在水体热污染中，随着水温的升高，水中溶解的氧就会减少，从而使鱼类代谢率和生长发育异常。水温升高，还会引起一些藻类的繁殖，加速某些致病微生物和水草的繁殖生长，使水质恶化，有时甚至堵塞河道。
热污染会使气候异常，出现严重干旱，造成原有生态平衡的破坏，助长病原体的繁殖和迁移，最终以食物短缺、疾病蔓延等形式危及人类。如20世纪60年代末，非洲撒哈拉牧区曾因6年之久的干旱，死亡150万人。