Конденсационные тепловые электростанции (ГРЭС) не являются чистыми с экологической точки зрения. Такие электростанции значительно загрязняют и атмосферу, и гидросферу, и наносят немалый ущерб и биосфере. Из всех крупных типов электростанций именно тепловые являются самыми неблагополучными с экологической точки зрения.

Особенно велико негативное воздействие конденсационных тепловых электростанций на атмосферу. Все дело в том, что при сгорании топлива в тепловой электростанции (а именно в котельной установке) образуется большое количество вредных газообразных продуктов сгорания. К вредным газообразным продуктам сгорания относятся: обычная зола, оксиды углерода, оксиды азота, оксиды серы, формальдегиды, сернистый газ, и другие вредные примеси. В результате большая часть этих вредных газообразных выбросов выбрасывается в атмосферу планеты и значительно загрязняет ее.

Кроме того, еще одним негативным фактором является огромное потребление конденсационной электростанцией кислорода. Кислород ГРЭС необходим для процессов горения, и кислорода нужно большое количество. В результате из атмосферы только одной конденсационной тепловой электростанцией каждый год изымаются миллионы тонн кислорода.

Кроме вредных газообразных примесей, любая тепловая конденсационная электростанция выделяет в окружающую среду огромное количество радиации. Радиация на ГРЭС образуется из-за сгорания топлива, чаще всего каменного угля и мазута. В каменном угле особенно много радиации. Поэтому радиационный фон вокруг крупных тепловых электростанций всегда незначительно (или значительно) повышен.