Тепловая энергетика рассматривает производство электроэнергии на тепловых электростанциях (ТЭС), использующих химическую энергию органического топлива. Широко используются паротурбинные, газотурбинные и парогазовые электростанции. Все большее распространенные получает когенерация — процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии.
На острове Русский с разрешения Министерства регионального развития РФ введена в эксплуатацию первая мини-ТЭЦ «Северная». Работы были выполнены компанией ОАО «Дальневосточная энергетическая управляющая компания» (ДВЭУК) в рамках проекта по подготовке инфраструктуры к проведению саммита АТЭС-2012.
Австрийский город Гюссинг — это первая в Европейском Союзе административная единица, получающая энергию (электричество, отопление, топливо) полностью из возобновляемых ресурсов.
Обсуждается совместный проект по строительству третьей и четвертой очередей ТЭЦ «Международная» в строящемся Московском международном деловом центре «Москва-Сити». Общая мощность еще двух очередей ТЭЦ составит, как ожидается, 400 МВт. Новые блоки станции могут быть введены в 2011 году.
Два новых энергообъекта Ставропольской ГРЭС будут построены инженерно-строительной Группой Е4 и сопряжены с уже существующей инфраструктурой, зданиями, сооружениями и коммуникациями пусковых комплексов. В Группе Е4 утверждают, что благодаря применению технологии парогазового цикла КПД новых энергоблоков увеличится до 57%, в то время как традиционные для отечественной электроэнергетики паросиловые установки дают не больше 40%.
В энергетике по-прежнему остается наиболее эффективным решением совместная выработка тепловой и электрической энергии. В крупных городах такая выработка осуществляется на ТЭЦ, от которых тепло распределяется по потребителям через систему трубопроводов централизованного теплоснабжения.