روش‌های حرارتی در نمک‌زدایی آب به تکنیک هایی اشاره دارد که از انرژی گرمایی برای جداسازی نمک و سایر ناخالصی‌ها از آب استفاده می‌کنند. این روش ها از اصول تبخیر، تراکم و تغییر فاز برای استخراج آب شیرین از آب تغذیه شور استفاده می کنند. با قرار دادن آب در دمای بالا، انرژی حرارتی باعث تبدیل آب مایع به بخار می شود و بیشتر نمک ها و ناخالصی های محلول را پشت سر می گذارد. سپس بخار بمنظور تولید آب شیرین متراکم می شود، در حالی که شوراب غلیظ باقی مانده به عنوان یک محصول جانبی تخلیه می شود.