建物の高密度化や高層化が進むと、地上から空を見上げた時の空の割合（天空率）が低下し、夜間の放射冷却が弱まって気温の低下が緩やかになる。例えば環境省の2013年の推定によると、各都市の建物の高さは東京23区や大阪市で50年間で約3倍、名古屋市や福岡市で同2倍ほどになっている。ただし、人工物や排熱の分布がそのまま気温に反映されるわけではなく、ヒートアイランドの分布にはより大きなスケールの気象が影響を及ぼす。例えば、海陸風の働きによる暖められた大気の運搬、地形や河川の配置によりできる「風の道」に沿う冷たい大気の運搬などの要因がある。東京付近とその北方に広がる関東平野では、元来他の地域よりも広範囲に海風が及ぶとされるが、人工被覆や排熱の多い東京都心を通過した風が東京の北方に熱を運搬することが指摘され、実際に高温が観測される傾向がある。名古屋とその北方に広がる濃尾平野では、他の地域よりも海風が弱い傾向があり、風下にあり名古屋から比較的近距離に位置する多治見市や岐阜市などが高温となる傾向がある。中層建築物や高層建築物が地上付近の風通しを阻害して、熱の拡散や建物内の換気を弱める場合があると考えられていて、東京湾岸の高層ビル群は俗に「東京ウォール」などと呼ばれる場合がある。例えば、国土技術政策総合研究所が地球シミュレータを用いて行ったシミュレーションでは、汐留の高層ビル群がある場合とない場合では風下の新橋付近の風通しが異なるという結果が出ている。
排熱源としては、排気による直接放出や冷却水を通した間接放出など工業生産に関係するもののほか、自動車、空調機器、照明器具、情報機器などが挙げられる。工業関係は1点から大量に放出される「点源」、自動車は線状に分布する「線源」、空調などはばらばらに分布する「面源」と呼ばれる。省エネルギー化により個々の排熱量は削減される傾向にある一方、人口増加、産業の発展、機器の普及が全体の排熱量を押し上げているという問題がある。東京23区の人工排熱のデータ（環境省推計、2002年）では、1日のうちでは早朝が最小、昼に最多となり夜の22時頃にも昼の半分程度の排熱があると見られる。昼には、日射の4分の1に相当する250W/m²以上の区域が大手町から霞ヶ関付近、渋谷、新宿、池袋の各地に分布している。また名古屋市のデータ（名古屋市環境保全局、1996年）では、中区や東区の中心市街地や港区東部の工業地帯に排熱の多い地域が分布している。
端的には都市化に伴う環境の変化が要因であるが、その中でも、地表の被覆の人工物化、人工排熱の増加、都市の高密度化の3つが大きなものとして挙げられる。関東地方における要因別のヒートアイランドへの寄与度を推定した気象庁の都市気候モデルによるシミュレーションでは、土地利用の変化が+2℃程度、建築物の効果が+1℃程度とそれぞれ大きな割合を占める一方、排熱による効果は無視できるほど小さくはないが局所的なものに限られるという。
「ヒートアイランド」という語は英語からきており、直訳すると「熱の島」であるが、これは気温分布を描いたとき、等温線が都市を中心にして閉じ、ちょうど都市部が周辺から浮いた島のように見えることに由来する。日本語に訳す場合は都市温暖化または都市高温化とされる。都市は、郊外に比べて高温・乾燥で独特の風系を有する傾向にある。こうした都市特有の気候を気候学においては都市気候と呼び、これを研究する都市気候学や都市環境学などの学術分野がある。それらの中でも、ヒートアイランドは主要なテーマとされる現象の1つである。「都市の気温が郊外に比べて上昇している」ことが初めて発見されたのは、1850年代のロンドンとされている。イギリスの科学者・気象研究者であったリューク・ハワード(Luke Howard)は、当時産業革命により著しく発達していたロンドンの気温が、周辺地域よりも高くなってきていることを発見した。これ以降、欧米を中心に世界各地の大都市で気温上昇が観測されるようになり、やがて"Urban Heat Island"と呼ばれるようになった。日本では、初期の研究として福井・和田(1941)による東京市（当時）郊外と都心の観測報告があり、現在の練馬区にあたる郊外と都心とで5℃の気温差があったという。その後1950年代から1960年代にかけて、気温分布など都市特有の気候を研究する論文がいくつか発表されている。ただし、ヒートアイランドという言葉が一般に知られるようになったのは、大きく報道された1970年代からである。ヒートアイランドは現在世界中の都市で観測されており、日本でも最大規模のヒートアイランドが起こっている東京をはじめとして、その深刻化が問題となっている。特に、今後はアジアの都市での深刻化が懸念されている。
内容は伊奈の夫である将棋棋士の渡辺明の日常を主な題材とした実録漫画。巻末には「この漫画はフィクションです」と書かれているが、作中で「95%は本当、残りの5%のフィクションはわかりやすくするため(例えば息子は現在眼鏡着用だが、連載開始時は着用していなかったため、4巻でも眼鏡なしで書かれている等)」とコメントされている。渡辺・伊奈夫妻とその長男の家庭での出来事や、一般人とは一風変わった将棋棋士の生活などを描いている。将棋を題材としているものの、実際の対局の棋譜などが登場することは少ない。原則として1話6ページ構成。伊奈の漫画家としてのデビュー作。そもそも伊奈は本連載の前まで漫画を描いたことがなく（ただし本人曰く「いたずら描き」レベルのイラストは時々描いており、渡辺の著書の挿絵を担当したこともある）、個人で運営していたブログを見た講談社の編集者が連載を打診してきたため、急遽ミリペンやスクリーントーンの使い方を覚えて連載にこぎつけたという。2015年と2019年には『週刊少年マガジン』に出張掲載されたこともある。作中において、自宅のシーンでは渡辺一家の服装はほぼ固定されている（ただし渡辺の服装は現実の実態とあまり変わらないらしい）。伊奈の服の背中にはそのエピソード当時の彼女の年齢が数字で書かれていることが多い。単行本では各話の間に「渡辺くん大長考」と題して、渡辺が読者からの質問に答えるQ&Aコーナーが挟まれる（雑誌掲載時に柱に掲載したものを別ページに分離して収録しているもの）。その中にはライトノベル作家の白鳥士郎が自著『りゅうおうのおしごと!』の取材目的も兼ねて寄せた質問が採用されたこともある。タイトルの「将棋の渡辺くん」について作者の伊奈は「タイトルが『将棋の渡辺くん』に決まった時、正直怪訝に思ったが、伊集院光さんのラジオで”構成の渡辺くん”という言葉を何度も聞いているうちに、『将棋の渡辺くん』でもいいかなと、ちょっとずつ思えるようになってきた」と記述している。1巻の印税は東日本大震災、2巻の印税は熊本地震の義援金として寄付される。