La Chaleur est tiré du roman du même nom de Victor Jestin, publié en 2019.
Au-delà de l'aspect thriller du film, le réalisateur voulait surtout dresser le portrait d'un adolescent de notre époque : "Cette jeunesse évolue dans un contexte - écologique, politique, économique - anxiogène. J’ai l’impression que ces adolescents n’ont plus le même droit à l’insouciance que leurs prédécesseurs, dont j’étais. La scène d’ouverture est une métaphore de tout ça : des corps sublimes, débordants de vitalité, qui se jettent à l’eau, au sens propre du terme. Telle qu’elle est filmée, la séquence mêle un certain lyrisme à une forme de brutalité. Chaque individu est exhorté à suivre le groupe. Et à courir au-devant de vagues qui sont inhospitalières, brutales, arbitraires. Comme l’existence."
Contrairement au précédent film de Stéphane Demoustier, L'Inconnu de la Grande Arche, qui compte notamment à son casting Claes Bang, Swann Arlaud et Xavier Dolan, La Chaleur fait la part belle aux acteurs inconnus du grand public. Le personnage principal étant un adolescent, le réalisateur souhaitait un visage nouveau pour l'incarner : "C’était le pari et la joie de ce film. Du reste, plus que des visages inconnus, ce qui m’intéresse, c’est la vérité d’un âge. Et avec des personnages encore adolescents, la vérité réside dans la persistance d’une innocence, d’une pureté aussi. Dans cette approche, la nature de la personne que je vais filmer est le seul élément qui m’importe et l’absence de maîtrise devient même un élément déterminant."
La mère de Marouane est interprétée par Cécile Ducrocq, réalisatrice d'Une femme du monde et compagne de Stéphane Demoustier. Ce dernier dirige également sa fille, Marguerite, qui joue Inès. Il déclare : "on filme bien ceux que l’on aime. Cela dit, pour faire vivre la cellule familiale, c’était évidemment merveilleux de pouvoir s’appuyer sur des éléments du réel. Le cinéma passe son temps à traquer la vérité. Ici, elle n’était pas si loin."