Soojusreostus viitab veekogu temperatuuri tõusule, mis on põhjustatud inimestest või keskkonnast. Ehkki kraad või kaks erinevust võib tunduda väike, võib vee- või merekeskkonna soojenemine isegi vähesel määral kaasa tuua laastavaid muutusi kalade, putukate, taimede ja loomade elupaikades. Soojusreostusel on mitu peamist põhjust, millest igaüks aitab kaasa sellele, mida mõned keskkonnaeksperdid nimetavad võimalikuks keskkonnakatastroofiks.
Üks peamisi termilise saaste põhjuseid on vee tööstuslik kasutamine jahutusvedelikuna. Tehased ja elektrijaamad kasutavad masinate jahedana ja töökorras hoidmiseks tavaliselt läheduses asuvaid veeallikaid. Kuigi see jahutusprotsess on odav ja tõhus, võib see vee ökosüsteeme hävitada. Vesi sifoonitakse tavaliselt allikast eemale, juhitakse läbi tehase või tehase jahutussüsteemide ja tagastatakse seejärel algallikasse.
Paraku tõuseb masinate jahutamise käigus vee temperatuur, mõnikord mitu kraadi. Sooja või kuuma vee sissevool tagasi looduslikku allikasse võib hävitada toiduallikaid või tappa liike, mis vajavad ellujäämiseks teatud temperatuuri. Paljud keskkonnateadlased peavad vee tööstuslikku soojendamist lokaalse soojussaaste suurimaks teguriks.
Pinnase erosioon ja metsade hävitamine on veel kaks peamist tegurit, mis võivad põhjustada ebaloomulikku temperatuuri tõusu. Kaldataimed ja puud aitavad vett varjutada, hoides temperatuuri kontrolli all, pakkudes kaitset päikesevalguse eest. Kui taimed eemaldatakse, ei ima veekogu mitte ainult rohkem päikesevalgust, vaid ka juurstruktuuride poolt paigal hoitav pinnas kukub vette. Pinnase erosioon võib põhjustada jõgede ja järvede sängide tõusu, tekitades madalamaid veekogusid, mis kuumenevad kiiremini.
Üks peamisi põhjuseid, mis tekitavad muret termilise saaste pärast, on hapniku vähenemine vees. Kalad sõltuvad vee all ellujäämiseks teatud kogusest hapnikust; nad ei kohane kergesti hapnikutaseme muutustega. Mida soojem on vesi, seda vähem hapnikku see mahutab, muutes õitseva ökosüsteemi elanikele lühikese aja jooksul surmavaks. Lisaks suurendavad madalad ja soojemad veed hapnikku tarbivate taimede (nt vetikate) tootmist, mis lagunedes vähendavad hapniku taset veelgi.
Veekeskkonna stabiliseerimiseks ja säilitamiseks on termilise saaste mõju leevendamiseks mitmeid viise. Tehased, mis kasutavad vett jahutusvedelikuna, võivad paigaldada jahutustornid ja tiigid, mis taastavad vee algtemperatuuri enne, kui lasevad selle tagasi looduslikku allikasse. Kallastel ja rannajoontel piisava taimestiku tagamine varju loomiseks ja pinnase säilitamiseks võib samuti aidata vältida termilist reostust.