Beispiele für thermische Verschmutzung sind die Erwärmung von Luft und Wasser durch künstliche Reize. Ein Beispiel ist die Überhitzung eines Sees aufgrund einer nahegelegenen Fabrik.
Thermische Verschmutzung entsteht, wenn eine künstliche Wärmequelle in eine Umgebung gelangt, die nicht damit umgehen kann. In diesem Fall kann die Umgebung wärmer werden, als es für diese Jahreszeit normal ist. Dies gilt am häufigsten für die Luft und natürliche Wasserquellen. Ein Beispiel dafür sind Fabriken. Viele befinden sich neben Wasserquellen und nehmen kaltes Wasser und ersetzen es durch heißes Wasser, wenn sie damit fertig sind. Wenn diese Wasserquelle wärmer wird, liegt sie nicht mehr im normalen Umweltbereich für die dort lebenden Pflanzen und Tiere. Als solche können sie beginnen zu sinken. Dieser Rückgang geschieht unter anderem durch einen thermischen Schock, der manchmal dazu führt, dass Fische sofort sterben. Manchmal kann jedoch etwas wärmeres Wasser die Pflanzen zum Blühen anregen.
Ein weiteres Beispiel für Wärmeenergie und Umweltverschmutzung ist die Verbrennung natürlicher Brennstoffe. Das Verbrennen von Holz führt zu zusätzlichem Kohlendioxid in der Luft, und durch das Verbrennen von Gas gelangen mehr Stickoxide in die Luft. Dies stört das natürliche Gleichgewicht der Gase in der Luft, was wiederum schädlich für die lokale Umgebung ist.