Viele Städte (aber auch kleinere Orte) wurden in den letzten Jahrzehnten völliig falsch geplant und gebaut. Sie sind Wärmeinseln (Urban Heat Island > UHI) und haben einen grafierenden Einfluss auf das Stadtklima. Stein- und Betongebäude, Glasfassaden, asphaltierte und gepflasterte Straßen und Wege, aber auch Autos (jedes Auto ist ein "Heizkörper") heizen sich bei wolkenfreien und windschwachen Wetterbedingungen sehr stark auf und geben die Wärme in der Nacht ab.
Die Intensität des Wärmeinseleffektes ist abhängig von der Stadtgröße, der Stadtstruktur (Baudichte, Bauhöhen, Grünflächenanteil, Gewässer, Verkehrswege, Plätze) aber auch von den topographischen und den allgemeinen klimatischen Gegebenheiten (Klimazone, Wetterlagen, atmosphärische Strömungen). Infolge des globalen Klimawandels muss davon ausgegangen werden, dass Hitzeperioden in Zukunft häufiger und länger auftreten und somit die Problematik des Hitzestresses verstärkt wird.
Besonders in großen Städten wurden Temperaturdifferenzen bei der Jahresmitteltemperatur zwischen Stadt und Umland von weit mehr als 10 °C gemessen. Ursachen sind vor allem der hohe Anteil versiegelter und bebauter Flächen in urbanen Gebieten, aber auch Luftschadstoffe und anthropogene Wärmequellen (Abwärme von Verbrennungsprozessen in Heizungen, Motoren, Industrie und Energiewirtschaft) beeinflussen die Überwärmung in städtischen Gebieten.
Unterschiedliche Bodenoberflächenarten erwärmen sich bei windschwachem Wetter an wolkenlosen Sommertagen recht unterschiedlich. Dies hängt vom Absorptionsvermögen, aber auch von der Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit und der Verdunstungsfähigkeit des Untergrundes ab. So absorbiert z. B. Asphalt und dunkle Fassaden 80 % bis 90 % der einfallenden Strahlung und Messungen zeigen Temperaturen von 50 °C und mehr. Helle bzw. weiße Gebäudeanstriche können das Aufheizen der Fassaden vermindern und die Häuser kühler halten. Dadurch können sie mit ca. 20 % weniger Energie für die Kühlung auskommen. Ein gutes Beispiel sind die Gebäude in den südlichen Ländern.
Die Auswirkungen dieser städtischen Wärmeinsel beeinflussen das Leben in der Stadt. Die Stadtbewohner leiden in den Sommermonaten unter dem "Hitzestress". Vor allem ältere Menschen mit Vorerkrankungen (z. B. am Herzkreislaufsystem) und Kleinkinder können sich meistens nur unzureichend an die erhöhte Wärmebelastung anpassen. Um dem in einer Hitzeperiode entgegenzuwirken, versucht man durch den Einsatz von Kühlsystemen und Klimaanlagen das Problem in den Griff zu bekommen. Aber diese Methode führt zu einem erhöhten Energieverbrauch und damit auch zu steigenden Kosten und schädigt zusätzlich das Klima.
Aufgrund der zunehmend steigenden Temperaturen ist der Weg über eine Grüne Stadt hin zur Schwammstadt unbedingt notwendig.