Стічні води теплових електростанцій належать до умовно чистих. При скиданні у водойму або виході із охолоджувача для повторного використання температура води має перевищувати температуру води водойми не більше ніж на 3...5 °С. Проте навіть незначний підігрів води порівняно з природною температурою водного джерела сприяє виникненню низки біологічних і хімічних змін її якості: прискорюється обмін речовин організмів, які містяться у водоймі, збільшується споживання ними їжі та кисню з води, гальмуються процеси самоочищення води, збільшується ріст синьо-зелених водоростей тощо. Дуже забруднені стічні води надходять у відстійники-випарники.
Особливістю розміщення теплових електростанцій є й те, що вони концентруються в районах з великим електронавантаженням, тобто в крупних промислових районах і вузлах, що значно посилює напруженість водогосподарських балансів. Зростаюча територіальна концентрація виробництва електроенергії призводить до значного збільшення потреб у воді. Тому проблема розміщення великих теплових електростанцій все тісніше пов'язується зі станом водозабезпеченості відповідного району.
У процесі проходження крізь охолоджуючі установки станцій вода нагрівається. Температура її порівняно з початковою підвищується влітку на 7...8 °С, а взимку – на 12...14 °С. Для попередження теплового забруднення водотоків і водойм стічна вода охолоджується в спеціальних водосховищах-охолоджувачах, бризкальних басейнах або градирнях.
При скиданні використаної води з теплових і особливо атомних електростанцій у водні об'єкти значно підвищується температура води в них, що зумовлює теплове забруднення. Особливо це характерне для прямоточної системи водопостачання.
Як підсумок, зведемо разом негативні фактори впливу електростанцій різного типу на довкілля.
ТЕС і ТЕЦ: пил, СО2, SO2, NO2 у атмосферу; кислотні дощі, парниковий ефект.
АЕС: Теплове забруднення (у першу чергу поверхневих вод); радіоактивне забруднення при аваріях.
ГЕС: негативний вплив водосховищ на довкілля, вплив гребель на гідробіонти.