التلوث الحراري يعني ارتفاع درجة حرارة الأنهار والبحيرات والخلجان بدرجات فوق معدلاتها بسبب ما يلقى بها من مياه ساخنة استخدمت أصلا في تبريد المحركات. وأكبر ملوث حراري للأنهار والبحيرات هي مولدات الطاقة الكهربائية سواء كانت تشتغل بالوقود الأحفوري أو النووي. فهي تحتاج إلى كميات ضخمة من المياه لغرض التبريد، حيث يستهلك الماء من النهر أو البحيرة لكي يمرر عبر شبكة تبريد ثم يرجع إلى النهر أو البحيرة ودرجة حرارته مرتفعة من خمسة إلى عشرة درجات مئوية، لذلك لا يمكن إنشاء مولدات للطاقة بدون توفر مصدر مائي متجدد وبكميات كبيرة لأجل استخدامه في التبريد.

ونتيجة لزيادة سكان العالم تزداد الحاجة إلى الطاقة الأمر الذي يتطلب زيادة أعداد جديدة من مولدات الطاقة وطرح المزيد من المياه الساخنة في الأنهار والبحيرات. والأضرار التي يسببها هذا التلوث في الكتل المائية متمثلة في الآتي:

1- قتل بعض الأحياء عند مصاب المياه الساخنة.

2- ارتفاع درجة حرارة الكتل المائية عن المعدل يؤدي إلى زيادة نشاط أنواع من البكتيريا الغريبة المضرة بالأسماك نتيجة عدم تعود تلك الأسماك عليها وأخذ مناعة ضدها.

3- نقص الأكسجين الذائب في الماء يؤدي إلى ضعف قدرة النشاط الحيوي على تحلل النباتات والأسماك الميتة مما يترك فرصة تحللها للبكتيريا اللاهوائية التي تعيش بمعزل عن الأكسجين وتنتج غاز كبريتيد الهيدروجين السام.

4 - طحن أعداد كبيرة من صغار الأسماك نتيجة شفطها مع مياه التبريد ومرورها خلال شبكة الأجهزة.

5 - هجرة الأنواع التي لا تتكيف مع الحدود الحرارية الجديدة.