Tepelná bariéra, v kontexte stavebního a priemyselného dizajnu, je komponent alebo systém špeciálne navrhnutý tak, aby výrazne znížil prenos tepelnej energie medzi dvoma prostrediami. Jej hlavným účelom je zvýšiť energetickú účinnosť, zlepšiť pohodlie obyvateľov a zabrániť problematickému tvoreniu kondenzátu. V architektonických aplikáciách sú najdôležitejšími tepelnými bariérmi tie, ktoré riešia tepelné mosty – lokálne oblasti v obálke budovy, kde teplo prechádza ochotnejšie, napríklad cez kovové rámy okien alebo konštrukčné spojenia. Tu sa tepelná bariéra fyzicky realizuje ako pás materiálu s nízkou tepelnou vodivosťou, zvyčajne skleneným vláknom vyztuženým polyamidom (napr. PA66 GF30), ktorý je vložený do hliníkového alebo oceľového profilu. Táto „bariéra“ fyzicky oddeluje vnútorné a vonkajšie kovové časti, čím výrazne zníži tok tepla a zvýši teplotu vnútorného rámu, aby sa zabránilo tvorbe kondenzátu. Účinnosť tejto bariéry sa vyjadruje jej príspevkom k zníženiu hodnoty U a hodnoty Psi celej konštrukcie. Okrem okien sú tepelné bariéry neoddeliteľnou súčasťou stien, striech a podláh, kde objemové izolačné materiály, ako minerálna vlna alebo penové dosky, vytvárajú odporovú vrstvu. Vo širšom zmysle možno za tepelnú bariéru považovať akýkoľvek materiál alebo zostavu, ktorá vytvára vysokú úroveň tepelnej odolnosti medzi zdrojom tepla a chladičom, čo robí tento pojem základným pre udržateľný dizajn, úsporu energie a vytváranie pohodlných, trvalých a bez pleseňovo znečistených stavbených prostredí.