Termik santraller, kömür gibi fosil yakıtların yakılmasıyla elektrik üretirken atmosfere yüksek miktarda kirletici gaz salar. Kükürt dioksit, azot oksitler ve ince partiküller, özellikle yoğun sanayi bölgelerinde hava kalitesini ciddi şekilde düşürür.

Bilimsel araştırmalar, bu kirleticilerin insan sağlığı üzerinde doğrudan etkili olduğunu ortaya koymaktadır. Astım, bronşit ve kalp-damar hastalıkları, termik santrallerin yoğun olduğu bölgelerde daha sık görülmektedir.

Çevresel etkiler sadece hava ile sınırlı kalmaz. Santrallerden çıkan atık ısı ve kirli su, su ekosistemlerini bozarak balıklar ve diğer su canlıları üzerinde olumsuz etki yaratır.

Uzmanlar ayrıca, bu tesislerin yüksek karbon salımı nedeniyle iklim değişikliğini hızlandırdığına dikkat çekmektedir. Küresel ısınmanın etkisiyle kuraklık, sel ve aşırı hava olaylarının artmasında fosil yakıtlı enerji üretiminin önemli payı olduğu belirtilmektedir.