Sursele primare de poluare termică sunt defrișările, căldura reziduală generată de centralele electrice și scurgerile care rezultă din suprafețele asfaltate. Principala cauză a poluării termice derivă din utilizarea apei ca agent de răcire în gaze naturale, centrale electrice nucleare și cărbune.
Poluarea termică se referă la o creștere dăunătoare a temperaturii apei în surse naturale, cum ar fi râurile, lacurile și țărmurile de coastă. Este actul de a modifica un corp natural al temperaturii apei. Creșterea temperaturii apei este în mod obișnuit cauzată fie prin înlăturarea vegetației care umple o sursă naturală de apă, fie prin căldura reziduală generată de anumite centrale.
Căldura reziduală este un produs dăunător al procesului industrial. Cele mai multe centrale electrice produc căldură din arderea cărbunelui, gazelor naturale, petrolului sau combustibililor nucleari. Căldura produsă transformă apa în abur, care este utilizată pentru alimentarea turbinelor necesare pentru producerea energiei electrice. Aburul este apoi răcit și condensat prin introducerea apei reci în mod natural în curentul fierbinte. În timpul acestui proces, apa rece se încălzește oriunde de la 9 la 18 grade Fahrenheit. Apoi, apa este aruncată înapoi în sursa naturală de apă de unde a venit. Procesul de răcire în generarea de energie este esențial pentru procesul industrial. Ca urmare, gradul de poluare termică este considerabil în majoritatea națiunilor dezvoltate.