100多年来，火力发电一直是人类所用电力的最大来源。但在近几十年里，火力发电存在的弊端也日渐显露出来，其中最大的问题就是它对环境的负面影响。
在火力发电中，为了使燃料充分燃烧，要将煤炭磨成细小颗粒，这样才能使煤粒表面积增大，便于吸附更多空气，达到充分燃烧。但磨煤的过程却会产生大量的煤炭粉尘，而且煤粉颗粒燃烧后还要产生灰渣粉尘，锅炉运行和检修时也会产生大量的锅炉粉尘。这些又轻又细的'粉尘能长时间飘浮在空气中，人吸入后对身体有害，会引起肺组织纤维化等疾病，即尘肺病。粉尘污染对植物的生长也会造成不良影响，例如会影响植物的光合作用等。
其次，煤炭直接燃烧会排放出大量二氧化碳，加重大气温室效应。烟气中含有的二氧化硫等酸性气体会产生空气污染，对人和动植物都有害，还会形成酸雨，破坏土壤。
另外，火力发电通常选用水作为能量转化媒介，这需要消耗大量的水资源。据估计，一座1000兆瓦火力发电厂每日耗水量约为100吨。这又加剧了水资源缺乏的矛盾，间接地造成环境问题。
火力发电对环境的影响是显而易见的，但在目前和今后相当长一段时间里，这种发电方式仍然占据着主导地位。因此，一方面要不断研发清洁电能的模式，另一方面要对现代火力发电技术和设备进行提升改造，如采用燃料脱硫除尘处理，或改烧天然气等，尽量减少粉尘污染、烟气污染和对水资源的消耗等。