Lämpösaasteella tarkoitetaan vesistön lämpötilan nousua ihmisen tai ympäristön syistä. Vaikka asteen tai kahden ero voi kuulostaa vähäiseltä, vesi- tai meriympäristön lämpeneminen jo pienelläkin määrällä voi aiheuttaa tuhoisia muutoksia kalojen, hyönteisten, kasvien ja eläinten elinympäristöihin. Lämpösaastumiseen on useita tärkeimpiä syitä, joista jokainen vaikuttaa siihen, mitä jotkut ympäristöasiantuntijat kutsuvat mahdolliseksi ympäristökatastrofiksi.
Yksi suurimmista lämpösaasteiden syistä on veden teollinen käyttö jäähdytysaineena. Tehtaat ja voimalaitokset käyttävät tyypillisesti lähellä olevia vesilähteitä pitämään koneet viileinä ja toimivina. Vaikka tämä jäähdytysmenetelmä on halpa ja tehokas, se voi tuhota vesiekosysteemejä. Vesi imetään tyypillisesti pois lähteestä, johdetaan tehtaan tai tehtaan jäähdytysjärjestelmien läpi ja palautetaan sitten alkuperäiseen lähteeseen.
Valitettavasti koneiden jäähdytysprosessissa veden lämpötila nousee, joskus useita asteita. Lämpimän tai kuuman veden tulo takaisin luonnolliseen lähteeseen voi tuhota ruokalähteet tai tappaa lajit, jotka tarvitsevat tietyn lämpötilan selviytyäkseen. Monet ympäristötieteilijät pitävät veden teollista lämmitystä suurimpana tekijänä paikalliseen lämpösaasteeseen.
Maaperän eroosio ja metsien hävittäminen ovat kaksi muuta suurta tekijää, jotka voivat johtaa luonnoton lämpötilan nousuun. Rannan kasvit ja puut auttavat varjostamaan vettä pitäen lämpötilan kurissa suojaten auringonvalolta. Kun kasvit poistetaan, paitsi vesistö imee enemmän auringonvaloa, myös juurirakenteiden pitämä maaperä putoaa veteen. Maaperän eroosio voi aiheuttaa joen ja järven pohjan nousun muodostaen matalampia vesialtaita, jotka kuumenevat nopeammin.
Yksi tärkeimmistä syistä huoleen lämmön saastumisesta on hapen puute vedessä. Kalat turvautuvat tiettyyn määrään happea selviytyäkseen veden alla; ne eivät helposti sopeudu happitason muutoksiin. Mitä lämpimämpää vesi on, sitä vähemmän happea siihen mahtuu, jolloin kukoistava ekosysteemi muuttuu asukkaille tappavaksi lyhyessä ajassa. Lisäksi matalat ja lämpimät vedet lisäävät happea kuluttavien kasvien, kuten levien, tuotantoa, mikä alentaa hapen määrää vielä kauemmas hajoamisen aikana.
Lämpösaastumisen vaikutuksia voidaan lieventää useilla tavoilla vesiympäristön vakauttamiseksi ja ylläpitämiseksi. Tehtaat, jotka käyttävät vettä jäähdytysnesteenä, voivat asentaa jäähdytystorneja ja -lammia, jotka palauttavat veden alkuperäiseen lämpötilaan ennen kuin ne päästetään takaisin luonnonlähteeseen. Varmistamalla, että rannoilla ja rannoilla on riittävästi kasvillisuutta varjostamiseksi ja maaperän säilyttämiseksi, voidaan myös auttaa estämään lämpösaasteita.