Waterverwarming is een thermodynamisch proces waarbij een energiebron wordt gebruikt om water te verwarmen tot boven de begintemperatuur. Typische huishoudelijke toepassingen van warm water zijn koken, schoonmaken en baden, en ruimteverwarming. In de industrie worden zowel warm water als water dat tot stoom is verwarmd, op vele manieren gebruikt.
De meest voorkomende energiebronnen voor de verwarming van water zijn fossiele brandstoffen: aardgas, vloeibaar petroleumgas, olie of soms vaste brandstoffen (steenkool of brandhout. Deze brandstoffen kunnen rechtstreeks worden verbruikt of door het gebruik van elektriciteit (die afkomstig kan zijn van een van de bovengenoemde brandstoffen of van nucleaire of hernieuwbare bronnen). Alternatieve energie, zoals zonne-energie, warmtepompen, warmwaterrecycling en soms geothermische energie, kan ook worden gebruikt indien beschikbaar, gewoonlijk in combinatie met gas, olie of elektriciteit.
