W warunkach środkowoeuropejskich podniesienie temperatury wód powoduje zanik ryb łososiowatych i sprzyja rybom karpiowatym. Podwyższenie temperatury wody zwiększa również prawdopodobieństwo zakwitów. W zależności od stężenia rozpuszczonego tlenu podgrzanie wód przyspiesza lub spowalnia samooczyszczanie. Zapobieganie zamarzaniu wód może zaburzać historię życiową organizmów, np. ptaków, które rezygnują z migracji lub owadów, które nie przerywają rozwoju zimą. Ponieważ obszar o nietypowej temperaturze jest ograniczony, organizmy te opuszczając środowisko wodne narażone są na wychłodzenie. Postulowany jest również wpływ zanieczyszczenia termicznego na globalne ocieplenie, choć nie ma konsensusu, co do jego rozmiaru.
Uregulowania prawne W polskim prawie wartości zanieczyszczenia cieplnego są określone w kontekście użytkowania wód jako siedlisk różnych grup ryb. Według jednej z polskich klasyfikacji wód wody naturalne dzielone są na środowisko życia ryb łososiowatych lub karpiowatych (przy czym w danej klasie warunki optymalne dla przedstawicieli jednej z tych dwóch rodzin mogą być również optymalne dla ryb z innych rodzin). Według rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 4 października 2002 r.