Свое название он получил благодаря Тепловскому озеру, находящемуся рядом с поселком. Вопреки названию, температура воды в озере летом не превышает 10-12 градусов, однако подземные источники, питающие водоем, не дают ему промерзнуть зимой. В XX веке в незамерзающее из-за бьющих холодных ключей озеро на нерест из Охотского моря (через реку Амур) шла кета. На берегу Теплого озера располагался рыборазводный завод.
«Золотой период» Теплоозерска приходился на 60-80 годы прошлого века. Асфальтированные улицы, ухоженные газоны, нарядные жилые кварталы, действующие фонтаны, Дом культуры с уникальной фреской «Алые паруса», парк культуры и отдыха с разнообразными аттракционами создавали праздничную атмосферу «наступающего коммунизма».
Гордость теплоозерцев – масштабная фреска в местном доме культуры. Ее писали московские мастера в середине семидесятых. Герои настенной картины – работники завода. Они и позировали художникам.
В посёлке Теплоозерске было несколько учебных заведений: средние школы № 17 и 18, вечерняя школа и ПУ-15. Школа № 18 построена 10 ноября 1973 г. Школа строилась по ленинградскому проекту - три этажа, 640 мест, актовый и спортивный залы, библиотека, столовая (позже появились школьный музей и два компьютерных класса).
На основании решения районного Собрания депутатов муниципального образования «Облученский район» от 21 августа 2001 г. № 236 «О внесении изменений и дополнений в Устав муниципального образования «Облученский район» рабочий поселок Теплоозерск переименован в поселок.
Распоряжением Правительства РФ от 29 июля 2014 года № 1398-р «Об утверждении перечня моногородов» пгт включён в категорию «Монопрофильные муниципальные образования Российской Федерации (моногорода), в которых имеются риски ухудшения социально-экономического положения».
На сегодняшний день в поселке имеется: Градообразующее предприятие — Теплоозерский цементный завод (ОАО «ТЦЗ»); Дальневосточная распределительная сетевая компания (ДРСК); МУП «Авто»; Предприятия железнодорожного транспорта; Железнодорожный вокзал станции Теплое озеро; Предприятия ЖКХ – ООО «Дальсантехмонтаж». Частные магазины. Филиал банка «Сбербанк». МКОУ «Средняя общеобразовательная школа № 18», МКДОУ «Детский сад пос. Теплоозерск», Центральная районная больница, Детская школа искусств, МКУК «Информационно культурный досуговый центр пос. Теплоозерск». Православный приход «Сретение Господне».
Численность населения поселка на 2016 составляет 3771 человек.