Gradski toplinski otoci (eng. Urban Heat Island UHI) predstavljaju povećanje temperature unutar gradova u odnosu na njihovu ruralnu okolinu. Njihov negativan utjecaj osobito je naglašen tijekom ljeta za vrijeme trajanja toplinskih valova kada se niti noćne temperature zraka ne spuštaju do ugodne razine. Uzroci nastanka gradskih toplinskih otoka su raznoliki i mnogobrojni: smanjena količina vegetacije u gradovima i vodonepropusnost površina, promijenjena radijacijska i termička svojstva materijala, urbana geometrija te antropogeni izvori. Posljedice su značajne i raznovrsne: povećanje potrošnje energije za hlađenje, negativan utjecaj na zdravlje stanovnika, pogoršanje kvalitete zraka, povećanje temperature oborinskih voda. Stoga mnogi gradovi provode različite mjere za smanjivanje utjecaja gradskih toplinskih otoka. Konvencionalna rješenja uključuju hladne reflektivne i zelene žive krovove te uvođenje zelenih i vodenih površina u gradove. Različitim rješenjima koja uključuju obnovljive izvore energije također možemo utjecati na toplinske otoke, a istovremeno doprinosimo većoj energetskoj neovisnosti gradova što je cilj urbanog razvoja u budućnosti. U trećem poglavlju opisan je sustav solarnoga hlađenja kojim možemo zamijeniti konvencionalne klimatizacijske uređaje i na taj način smanjiti ispuštanje antropogene topline u okolni zrak. Opisane su različite solarne rashladne tehnologije: apsorpcijski, adsorpcijski, sustavi sa suhim isparavanjem te mlazni (ejector) sustavi te problemi i rješenja s kojima se susreće ova tehnologija u prodoru na tržište. Količinu antropogene topline možemo smanjiti i primjenom izmjenjivača topline zemlja – zrak koji radi na principu razlike u temperaturi između zraka i zemlje. Ovoj tehnologiji je posvećeno četvrto poglavlje. Pasivnim metodama hlađenja (peto poglavlje) utječemo na različite uzroke nastanka toplinskih otoka, a opisana su rješenja koja se čine zanimljivima i korisnima iz perspektive gradskih toplinskih otoka: različita zasjenjenja, krovni bazen i hvatač vjetra. Solarni bazen je solarna termalna tehnologija koja je neopravdano nedovoljno zastupljena u pretvorbi sunčeve u toplinsku energiju. Njezine prednosti, troškovi, primjena ali i nedostaci su opisani u šestom poglavlju. Navedenim rješenjima koja uključuju obnovljive izvore energije možemo nedvojbeno utjecati na uzroke nastanka gradskih toplinskih otoka, ali istovremeno doprinosimo i većoj energetskoj neovisnosti gradova, smanjujemo proizvodnju električne energije i zagađenje zraka. Buduća istraživanja u ovom području trebala bi odrediti troškovnu opravdanost primjene pojedinih rješenja.