Tepelná bariéra, v kontextu stavebního a průmyslového navrhování, je součást nebo systém speciálně navržený tak, aby výrazně snížil přenos tepelné energie mezi dvěma prostředími. Jejím hlavním účelem je zvýšit energetickou účinnost, zlepšit pohodlí uživatelů a zabránit problematické kondenzaci. V architektonických aplikacích jsou nejdůležitějšími tepelnými bariérami ty, které řeší tepelné mosty – místní oblasti ve stavebním plášti, kde teplo prochází snadněji, například skrz kovové rámy oken nebo konstrukční spoje. Zde je tepelná bariéra fyzicky realizována jako pásek materiálu s nízkou tepelnou vodivostí, obvykle skleněným vláknem vyztužený polyamid (např. PA66 GF30), který je vložen do hliníkového nebo ocelového profilu. Tato „bariéra“ fyzicky odděluje vnitřní a vnější kovové části, čímž výrazně snižuje tepelný tok a zvyšuje teplotu vnitřního rámu, aby se předešlo kondenzaci. Účinnost této bariéry se vyjadřuje příspěvkem ke snížení hodnoty U a hodnoty Psi celého sestavu. Mimo okenní konstrukce jsou tepelné bariéry také nedílnou součástí stěn, střech a podlah, kde objemové izolační materiály, jako je minerální vlna nebo pěnové desky, vytvářejí odporovou vrstvu. Ve širším smyslu lze jakýkoli materiál nebo sestava, který vytváří vysokou úroveň tepelného odporu mezi zdrojem tepla a chladičem, považovat za tepelnou bariéru, čímž se tento pojem stává základním pro udržitelný design, úsporu energie a vytváření pohodlných, trvanlivých a bezplísňových prostředí.