人類把熱水（如發電廠的冷卻水等）排入自然水體，使水溫提高，從而影響水生生物的現象。水生生物對溫度變化的敏感性很高，許多魚類能區別0.1℃的溫差，一種蝦在4℃時心率為30次/分鐘，22℃時提高到125次/分鐘，水溫進一步升高就難以承受。大多數魚類在持續35℃的水溫下無法生存。水溫升高，水中溶氧量必然降低，而水生生物的耗氧量卻迅速增加，這樣會導致水生生物抵抗力降低，容易患病。熱污染會抑制魚類喜食的硅藻的繁衍，當水溫30℃時，綠藻占優勢，35℃以上時，藍藻興旺。熱污染還會使一些魚類在冬季產卵，水生昆蟲提早羽化，從而破壞其季節節律，影響其繁殖。隨著工業的發展，冷卻水將不斷增加，熱污染問題將更突出，應引起重視。