Termiese besoedeling is die agteruitgang van waterkwaliteit deur enige proses wat die omringende watertemperatuur verander. 'n Algemene oorsaak van termiese besoedeling is die gebruik van water as 'n afkoelmiddel deur kragsentrales en industriële vervaardigers. Water wat as 'n afkoelmiddel gebruik is, word teen 'n hoër temperatuur in die natuurlike omgewing gestort; die verandering in temperatuur verminder die beskikbare suurstof en affekteer die samestelling van die ekosisteem. Vis en ander organismes wat by 'n spesifieke temperatuur aangepas is, kan deur 'n skielike verandering in watertemperatuur ('n skielike toename óf afname) doodgemaak word. Dit staan bekend as "termiese skok".
Stedelike afloop—stormwater wat oor paaie en parkeerareas in oppervlakwater spoel—kan ook 'n bron van verhoogde watertemperature wees.