تحقیق در مورد اثر جزیره گرمای شهری (UHI) از اولین مشاهدات مستند آن توسط لوک هاوارد در اوایل قرن نوزدهم به طور قابل توجهی تکامل یافته است. کار پیشگام هاوارد پایه و اساس درک چگونگی تأثیر توسعه شهری بر اقلیم محلی را ایجاد کرد. در دهه های بعد، علاقه جامعه علمی به UHI، به ویژه با ظهور شهرنشینی مدرن و افزایش دمای جهانی متعاقب آن، تشدید شد.

در اواسط قرن بیستم، مطالعات شروع به استفاده از ابزارها و روش‌های پیچیده‌تر کردند، از اندازه‌گیری دمای زمینی گرفته تا فناوری‌های سنجش از دور هوایی و ماهواره‌ای. این پیشرفت‌ها تصویر واضح‌تر و دقیق‌تری از پدیده UHI ارائه می‌دهد و محققان را قادر می‌سازد تا اختلافات دمایی بین مناطق شهری و روستایی را با دقت بیشتری کمیت کنند. مطالعات قابل توجه از این دوره شامل کار اصلی Oke (1973) است که چارچوب روش شناختی را برای مطالعات UHI ایجاد کرد و بر اهمیت مقیاس فضایی و تأثیر مورفولوژی شهری بر تغییرات دما تأکید کرد.

ظهور سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و فناوری‌های پیشرفته‌تر سنجش از دور در اواخر قرن بیستم و اوایل قرن بیست و یکم تحقیقات UHI را بیشتر پیش برد. این ابزارها امکان نقشه برداری دقیق تری از دمای شهری را فراهم کردند و تحلیل رابطه بین فرم شهری، کاربری زمین و اثر UHI را تسهیل کردند. تحقیقات معاصر نه تنها بر مستندسازی و اندازه‌گیری UHI بلکه بر درک پیامدهای آن برای مصرف انرژی، سلامت عمومی و اکوسیستم‌های محلی و همچنین ابداع استراتژی‌های کاهش و سازگاری تمرکز دارد.