热内边界层是气流从一种热力性质的下垫面进入另一种下垫面所形成的内边界层。典型情形出现在水面和陆面温度差很大的海岸带或大湖沿岸，其中以冷海（湖）面空气随向岸流动进入暖陆面形成的热内边界层最有实际意义。通常海面上大气湍流较弱，层结较接近于中性，当冷海面的空气进入暖陆地之后和地面接触的空气受到加热而呈超绝热状态，湍流增强并有对流湍流产生。这时变形成如图所示的向内陆延伸而加厚的具有对流边界性质的热内边界层，其内部湍流活跃，上部仍保持海上边界层的弱湍流。这时位于上风向高烟囱排放的污染物随着气流向陆地方向搬运，稀释扩散缓慢，烟云浓密。一旦与内边界层相截，进入其内部的污染物在受到强烈湍流扩散的同时将随着热泡湍流的下沉气流很快带至地面，于是便产生局部低域的高污染物浓度。这种现象称为热内边界层熏烟或海岸带熏烟。与此同时低矮源的排放物只能在有限的垂直范围内混合，产生比正常情形高的地面浓度。在合适的气象条件下这两种现象可持续较长时间从而造成严重的环境影响。沿海地带通常是火电、核电、石油、化工、钢铁等排污量大又有高架源排放的企业所在地和人群密集的地区。热内边界层的产生条件、频率、厚度特征与熏烟扩散是海岸带厂址选择，环境影响评价最关注的大气过程。