Termisk forurensing i havet er områder hvor vannets temperatur er betydelig høyere enn hva som er normalt. Denne typen forurensning kommer fra utslipp av store mengder varmt vann fra en fabrikk eller et kraftverk. Varme- og kjernekraftverk bygges ofte ved havet eller ved en elv hvor store mengder vann kan tas inn og brukes som kjølevann. Vannet som slippes ut nedstrøms kraftverket har høyere temperatur enn da det ble pumpet opp. Dermed øker temperaturen i vannet i nærheten av slike kraftverk.