جزیره حرارتی شهری به هر محدوده‌ای اطلاق می شود که انسان در آن به ساخت‌و‌ساز پرداخته و دمای آن منطقه در مقایسه با مناطق پیرامونی‌اش به‌طور قابل ملاحظه‌ای بالاتر است. این اختلاف دما در ساعات شب محسوس‌تر است و به حدود ۸ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. این اصطلاح از آن رو به این مناطق نسبت داده می‌شود که همچون جزیره‌ای گرم در پهنه خنک حومه خود حضور دارند. جزیره‌هایی حرارتی به این ترتیب ایجاد می‌شوند که مصالح ساختمانی نظیر آسفالت و سنگ حرارت را در درون خود ذخیره می‌سازند و با خنک شدن هوا در ساعات پس از غروب خورشید، این حرارت را بازمی‌تابانند. این اثر در کنار تجمع مصرف انرژی در شهرها و تهویه ضعیف‌تر در مقایسه با مناطق روستایی موجب پدید آمدن جزایر حرارتی شهری می‌شود.
افزایش مصرف انرژی، افزایش سطح گازهای گلخانه‌ای و آلاینده‌ها و کاهش سطح کیفیت آب دیگر تبعات ایجاد جزایر حرارتی شهری هستند. مطالعات نشان می‌دهند در ازای افزایش دمایی برابر با یک درجه فارنهایت یا ۶/ ۰ سانتی‌گراد، مصرف انرژی برای خنک نگه‌داشتن محیط‌های داخلی ۵/ ۱ تا ۲ درصد افزایش می‌یابد. دمای آب باران در فصل تابستان حدود ۲۱ درجه سانتی‌گراد است؛ اما این دما در جزیره حرارتی شهری ممکن است تا ۳۵ درجه سانتی‌گراد افزایش داشته باشد.
دره‌های باریک شهری: احداث ساختمان‌های بلند با فاصله اندک ازیکدیگر سبب شکل‌گیری دره‌های عمیق و باریک در خیابان‌ها می‌شود. دیوارهای این ساختمان‌های بلند، انرژی را در خود ذخیره می‌کنند و با کاهش دمای شبانگاهی، آن را باز می‌تابانند. این فرآیند که به «تاثیر دره‌های شهری» شناخته می‌شود در اغلب شهرهای اروپا و آمریکای شمالی به تشکیل جزیره حرارتی شهری منجر شده است.
مه شهری: لایه‌ای از ذرات آلاینده که همچون مه آسمان شهرها را دربرمی‌گیرد، عملکردی مشابه گازهای گلخانه‌ای در جو دارد و اجازه نمی‌دهد که گرما از محدوده شهری خارج شود.